ISSN: 1693-6 930                                                       57      Im plem entasi Mikro k o n trol er Seba gai P encacah Frekuen si …… (F redd y Kurnia wan )   IMPLEMENTASI MIKROKONTROLER SEBAGAI  PENCACAH FREKUENSI BERBASIS PENGUKURAN  PERIODE ISYARAT MASUKAN      Fredd y  Kurnia w a n  Sekola h Ting gi Tekn ologi  Adisutjipto (S TTA)  Jl. Janti, Blok R, Kompleks Lanud Adi s ut jipto, Yogyakarta   Telpon  (02 7 4 )  4512 62, Fa ks. (0274 ) 45 1265   email: freddy kurnia wan @ y ahoo. com       A b st r a ct  One of th e  m a in com p o nents from  freque ncy  cou n ter i s  a  pro c e s sor. T h is  pro c e s sor  m u st  have  a b ility  to con d u ct cou n ting and arithm etical   cal c ulatio n. To g e t co m petitive pri c e, in  this re sea r ch  a m i crocont rolle r is appl ied as a p r oce s sor. Thi s  pap er pre s ent s de sign  of  freque ncy  co unter  ba sed  on m i cro c o n trolle r AT89S 51 which ha s two in depe n dent tim e rs.  The   input fre quen cy  co unte r  i s  cond ucte d  by  usin g fa cilities i n si de  m i crocontrol l er e.g. T 0   and   external i n terruption.  Co un ter m e thod u s ed  in thi s   re sea r ch i s  b y   m easuri ng in put si gnal  pe riod.  This m e tho d  i s  p r o v en  effe ctivel y to  cou n t frequ en cy  esp e ci ally lo w freque ncy.  As the  re sult,  the   freque ncy co unter ha s su ccessfull y  m easu r ed fr e q u ency from  0.1 until 10 kHz with m a xim u m  error 1%. Thi s  de vice is po ssi ble to be the ne xt frequ ency counte r  with com petitive pri c e.     Key w ords :   m i crocontroll er, AT89S51,  frequen cy co unter      A b st r a k  Salah satu kom pone n  u t am a  dari p encac ah fre k ue nsi  ad ala h  sebu ah  p r osesor.  Prosesor te rseb ut harus dapat m e la ku kan  pro s e s  pe ncacaha n dan  kem u dian m e laku kan  operasi  aritm a tika. Aga r  h a rga i n st rum en pe ncac ah  freku e n s i m enjadi le bih  kom petitif, maka  pada p eneliti an ini digu na kan  seb uah  m i krokontrol e r se bagai  pe ngga nti pro s eso r . Pape r ini  m enghadi rka n  ra ncang an  pen ca cah  frekuen si  berbasi s  AT8 9 S 51 yang  m e m iliki dua b uah   pewaktu  ya ng tidak  sa ling ga yut. Penca c a han  freku e n s i m a suka n dil a ku ka n den ga n   m e m anfaatkan fasilita s  T0  dan inte rup s i e kste r nal  yan g  dim iliki  oleh m i kroko n trole r  terseb ut.  Metode   pe ncaca h  yan g  diguna ka n  a dal ah deng an m engu ku r peri ode isya rat masu ka n. Metode   ini efektif unt uk m enghitu n g  frekuen si, terutam a  fre k uen si re nda h. Ha sil pen elitian m enunju k kan   bah wa p e n c a c ah f r e k uen si  yan g  di ran c a ng da pat dig u nakan u n tuk  m enguku r  fre k ue nsi  dari  0.1- 10kHz den g an galat m a ksim al 1%. Selanjut nya ,  peranti ini  dapat m enjadi alterna t if  dikem ban gka nnya alat pen ca cah fre k u e n si  de nga n h a rga  yan g  leb i h kom petitif.    Kata kunci :   m i krokontrol e r, AT89S51, pen ca cah fre k ue nsi       1. PEN DA HU LU AN  Salah  satu  para m eter isyarat ele k tro n is ya ng  se ring  digu na kan a dalah  b e sa ran   freku e n s i. Nil a i fre k uen si d apat dihitu ng  dari nil a i pe ri odenya. Satu  perio de i s yarat analo g  terdiri   dari  satu l e m bah d an  satu  gunu ng. Sed ang kan  satu   perio de i s yarat digital terdi r i da ri  satu  kali  logika re ndah  dan satu kali logika tin ggi.  Untu k dap at menentu k a n  nilai frekuen si suatu isya rat  dapat dig una kan  seb uah o s ilo skop atau  seb uah p e n c aca h  frekuen si.  Penca c a h  fre k ue nsi da pat  menghitun g  frekue nsi m a su ka n hing ga ketelitian  tertentu.  Penca c a h  fre k ue nsi  anal o g  bia s anya  dapat me ngh itung de nga n  ketelitian  hi ngga  dua  di git,  seme ntara itu pen ca cah f r ekuen si digit a l dapat  men ghitung d eng an ketelitia n dua hin gga ti ga  digit.  Terd apat  du a metod e  ya ng d apat di g una kan  untu k  me nghitu n g  fre k ue nsi.  Pertama  adala h  de nga n men c a c a h  frekuen si m a suka n. Da l a m dura s i wa ktu tertentu,  ba n y aknya  p e ri o de  isyarat  ma suka n di ca ca h. Ha sil  ca cah an  diba g i  den gan  d u ra si  wa ktu  terseb ut a k an  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 1,  April 2009 :  57 - 64   58 mengh asil ka n nilai f r e k ue nsi m a sukan.  Sedan gkan  metode  ke du a ad alah  den gan  peng uku r an   perio de isya rat masu kan.  Pengukuran  dilaku ka n atas du a titik berse suai an yang  berurutan.  Untu k isya rat  clock, pe ngu kuran p e rio d e  isyarat clo c k dap at dila kuka n den gan  mengu ku r je da   wa ktu terja d i n ya dua  sisi  turun yan g  b e ru rut an ata u  mengu ku r je da wa ktu te rj adinya du a sisi  naik yan g  berurutan [1].   Salah satu komp one n  u t ama  da ri p encac ah fre k ue nsi  ad ala h  sebu ah  p r osesor.  Prosesor te rseb ut harus dapat mel a ku kan  pro s e s  pe ncacaha n dan  kem u dian mel a ku kan  operasi  aritm a tika. Aga r  h a rga i n st rum en pe ncac ah  freku e n s i m enjadi le bih  komp etitif, maka  dapat  dig una kan seb uah mikrokontrol e r  se b agai p e n gganti prosesor [2] [3].    Mikrokontrol e r kelua r ga   MCS-5 1  d a p a t di gu naka n  seba gai p e mban gkit f r eku e n s i  deng an g a lat  di ba wah  1  % untuk f r e k ue nsi  di  ba wah 10 kHz [4].  Berdasar  fakta  terse b ut,  mikrokontrol e r kelua r ga  M C S-5 1  ini te ntu dap at  dig u n a ka n seba gai  pen ca cah  fre k ue nsi  den ga n   galat  cukup rendah unt uk  ki sa ran f r ekuensi tert entu. Salah  satu fasilit as yang  di miliki  mikrokontrol e r 805 1 yang d i guna ka n dal am pro s e s  pe ngu kuran pe ri ode isya rat m a su ka n adal a h   pewaktu (tim er). Mikro k o n t roler  seri 8 0 51 mempu n yai dua bua h  pewa k tu, yaitu T0 dan T1.  Kedua pe wa ktu tersebut  tidak saling  gayut (i nde p ende n). Bah k an T0 dan T 1  dapat be rj alan   bersam aan  deng an jal a n n ya prog ram  utama. K e d ua p e wa ktu  terse but d a p a t diop era s i k an  seb agai  pe waktu  deng an  bebe ra pa  mode [5] [6] .  Mikrokontroler  kel uarg a  805 1 ini j uga  mempunyai fasilitas  interupsi.    Pada  pen elitian ini  dib u a t se bua h  pen ca cah  freku e n s i b e rbasi s   mikro k ontrole r  AT89S51. Pe nca c a han fre k ue nsi ma su kan dila ku ka n denga n me nggu na kan salah satu fa si litas  pewaktu d a n  interup s i e k stern a l. Meto de yang di g una kan a dal ah men g u k ur perio de isy a rat  masu ka n. Me tode ini  efe k tif untuk me ng hitung f r e k ue nsi, te rutama  fre k ue nsi  re ndah.  Fre k u e n si   hasil  hitung a n  ditampil ka n dala m  b e b e rap a  di git d e simal. S e m entara  itu, m i kro k o n trol er  ini  hanya m a mp u menyimp a n  dan  meng ola h  seca ra  lang sun g  data  8 b i t. Sehingga  u n tuk  bebe ra p a   pro s e s  a r itm a tika yan g  m e libatkan d a ta hing ga  32  bit, haru s  di g una kan  beb e r apa  alg o ritm a   khu s u s  d eng an mem anfa a tkan  memo ri yang da pat  digun akan se cara  lelu asa yang  u k uran nya   tidak lebi h da ri 64 byte [6].      2. METODOLOGI  PENELITIAN  Mikrokontrol e r diope ra sika n denga n fre k ue nsi  clock  12 MHz. T0 di fung sikan sebag ai  pewaktu  mo de 1,  sehi ng ga T0  be rtin dak sebag ai  pewaktu  16  bit. Batas at as  nilai T H 0   TL0  adala h  FFFF he k s  atau 65.53 5. Setiap dia k tifkan, nilai  TH0 TL 0 dire set terle b ih d ahulu. Sehin gga   setiap  pe wa ktu T0 di aktif k an,  T0 a k a n  men c a c a h  den gan  me naikka n  T H 0  TL0  setia p   satu  mikrodeti k  sa tu nilai, da ri 0 000h  hing ga  FFFF heks . Pada  saat T H 0  TL0 m encap ai nilai F FFF he k s ,  maka  satu  mikrodeti k  kemudia n  nila i TH0 TL0 kembali ke 0000 heks . Pada saat itu terjadi  limpaha n (overflow) p ada  T0. Du ra si  waktu d a ri  dim u lainya p r o s e s  pe ncacaha n hing ga te rj adi  limpaha n ad alah 1 000 0 heks  atau 65.5 36 mi kro deti k . Ini me rup a ka n du ra si  wa ktu caca han  maksimal T 0  atau t T0 . De ngan  ca ra in i, T0 dapat  digun akan u n tuk me ngu kur du ra si wa ktu  hingg a 65.53 6 mikrodeti k .        Gamba r  1. Di agra m  blo k  p encacah fre k uen si.    Isyarat m a su kan  dima su kkan  ke p o rt  3 pi n  3  sebag aiman a  diag ram  bl ok  pada  Gamba r  1. Pada ma su kan  ditambah kan  pem bentu k   gelomb ang  kotak da ri gerbang pe nyan gga  deng an pe mi cu Schmitt u n tuk me nga n t isipa s i ada n y a isyarat m a su ka n yang  belum b e ru pa   gelomb ang  kotak. Rutin p r og ram  utam a hanyal ah d i guna ka n unt uk m e mbe r i k an tampil an  nilai  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Im plem entasi Mikro k o n trol er Seba gai P encacah Frekuen si …… (F redd y Kurnia wan )   59 freku e n s i pa da pen ampil  LCD 1X1 6  karakte r . Nil a i freku e n s i yang tertamp il di LCD cu kup   diperba rui set i ap 0,5 detik.   Den gan  men gaktifkan inte rup s i e k stern a l 1 (I NT1 )  b e rtipe  si si (e d ge), ma ka  pa da saat   terjadi  sisi turun isya rat ma su kan, inte ru psi e kst e r n a l 1 aka n  aktif. Sehingg a ruti n interu psi (I SR)  T1 yan g  b e ra da di  ala m at  0013 h a k a n   diekse ku si.  Di lokasi  terse but dib e ri kan  inst ru ksi  unt uk  menga ktifka n  T0, yaitu d e n gan m eng ese t  TR0. Se bel um T0  dia k tifkan, te rlebi h  dahul u did e te ksi  aktif tida knya  T0 d eng an  menge ce k  nil a i TR0. Di agram ali r   sub r u t in pro g ram l a yanan  interu psi  atas a k tifnya interup s i e kst ernal 1 ini  da pat dilihat pa da Gamb ar 2.         Gamba r  2. Di agra m  alir su brutin p r og ra m layanan int e rup s i e kste r nal 1     Selang  wa ktu  terjadinya in terup s i e kste r nal 1  (INT1)  hingg a sel e sainya pe rinta h  untuk  menga ktifka n  T0 a dala h  3  mikrodeti k .  Sehingg a  ca cah an ol eh T 0  dimul a i 3  mikrodeti k   se telah  ada  sisi  turu n isya rat ma su kan  ke  ka ki INT 1   seba gaiman a  G a mbar  3. Pad a  sa at terja d i  si si  turun   isya rat masu ka n beri k utnya,  ata u  deng an kata  lain  i s yarat  m a su ka n sud a h   be rla n g s un g  satu pe riod e, INT1 ke mbali  aktif. Aktifnya IN T1 untu k  yang ke dua  kali aka n  men ghenti k an T0.  Di  sini, di ce k ke mbali  nilai T R 0. Ji ka  TR0  = 1, b e ra rti T 0   sed ang  a k tif, prog ram  a k a n  me ngh entikan  T0. Selang  waktu te rjadi nya INT1 ya ng  ked ua  kali hi ngga  be rhent inya T0 a dal ah 3 mi krode tik.   Nilai  akhir  T H 0  TL0  me rupa kan  ha sil  pen gu kuran  pe riode  i s yarat m a suka n de nga n  sa tuan   mikrodeti k . G a mba r  3  merupa kan  grafik ca ca han  T0  atas i s yarat  masu ka n d e n gan frekuen si  17  Hz.         Gamba r  3. Caca han ata s  i s yarat ma su kan berf r e k ue nsi 17  Hz.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 1,  April 2009 :  57 - 64   60 Pada  p eneliti an  ini, T0  di g una kan   untu k   meng hitung  dura s i wa ktu satu peri ode  isyarat  masu ka n. Nil a i freku e n s i masu ka n dap at dihitung de ngan p e rsam aan (1 ).     f =   T 1   (1)     Satu ca ca ha n memb utuh kan  wa ktu 1   mikrodeti k . Sehing ga  se ca ra teo r i nilai  ca cah an  TH0 TL 0 untu k  fre k uen si m a su ka n f dap at ditentuka n  mengg una ka n Persamaa n  (2).     TH0 TL 0 =  f 6 10  (2)     Nilai T H 0 TL 0 selal u  be rbentu k  bilan gan bul at. Di sini terja d i  pembul atan.  Fre k ue nsi h a s il  hitunga n dap at ditentuka n  mengg una ka n Persamaa n  (3).     f’ =   TL0 TH0 F4240 TL TH heks 0 0 10 6  (3)       3.  HASIL D A N  PEMBA HAS AN   Semaki n ting gi fre k ue nsi i s yarat  ma su kan, sema kin  renda h pul a ni lai ca ca han  T 0  yang  tersim pan di  registe r  TH0 d an TL0. Peru baha n n ilai caca han ata s   beru bah nya frekuen si isya rat  masu ka n dap at dilihat pad a Gamba r  4.   Isyarat b e rfre kue n si  16  Hz a k an  di ca cah  62.5 00  kali. Sementa r a itu, menu rut teori  is yarat berfrek u ens i  yang  mas i h dapat dic a c a h dengan benar adalah 1 MHz .  Frek uens i dengan  perio de  1 mi kro detik terse but a k an  dicaca h 1   kali.  Namu n d a la m ke nyataan  apli k a s i ini  h anya   san ggu p men c a c ah d eng a n  bena r fre k u ensi di b a wah  167 kHz.         Gamba r  4. Caca han di T H 0 TL0 untu k  1 6  Hz  ≤   f  ≤  167 kHz        Gambar 5. Galat terb es ar  u n t u k  16  Hz   ≤  f  ≤   100 kHz      Pada apli k a s i ini diguna kan interu psi  berjeni s si si ( edge ). De ngan dig una kan n ya  interup s i b e rj enis  si si, ada nya si si turu n  isyarat di I N T1 akan di ab aika n sel a ma  sub r utin p r og ram  layanan inte rupsi b e lum selesai dikerja k an. Deng an  kata lain, selama mi kro k ontrole r ma sih   menge rja k an  sub r utin lay anan inte ru p s i ekte rn al 1  seb agaim ana  diagram alir  pada G a mb a r  2,  maka i n terup s i e kste r nal  1 baru a k an  diabai kan.  Dalam kenyata an, su brutin  untuk m eng e c e k   aktif tidaknya  pewaktu  0, menga ktifka n  pewaktu  0,  dan kemu dia n   ke mbali ke   prog ram   uta m a  ( retu rn i n ter r upt )  m e me rl uka n  wa ktu 5  mikro detik.   Sehing ga selang wa ktu   terjadi nya dua   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Im plem entasi Mikro k o n trol er Seba gai P encacah Frekuen si …… (F redd y Kurnia wan )   61 interup s i  ekst renal  be ru rut an mini mal a dalah   6 mi krodetik. A k ibat nya, apli k a s i  ini hanya  da pat  mencacah d enga n be nar isyarat d e n gan p e rio de  minimal 6 mi kro detik. Se h i ngga frekue nsi   tertinggi isya rat yang dapat  dica cah d e n gan be nar a d a lah 16 6.666  Hz.   Fre k ue nsi isy a rat teren dah  yang dapat diukur  ole h  aplika s i ini ad alah 15,3 Hz.  Isyarat  terse but  me mpunyai peri ode  6 5 .359  mikrodeti k .  Hal  ini  di seb a b k an nilai  m a ksimal ca ca ha n  T0   yang tersimp an di T H 0  T L0 ad alah  F FFF heks  atau 6553 5 des , denga n waktu  ca cah an hi n gga  terjadi limp a han ad alah  65.536 mi kro detik. Ini be rart i, se ca ra t eori frekuen si minimal isy a rat  yang dap at diuku r  adal ah 1 5 ,29 Hz.     3.1. Ketepa tan  Hasil  Hitunga n  Tidak semua  nilai fre k u e n si i s yarat  masu ka n a k an di ca cah  deng an tep a t. Sebagai   conto h , se su ai Persamaa n (2), isya rat berfr ekuen si  17 Hz se haru s nya di ca cah  58.823,53  kali.  Padahal nil a i  cacaha n yang disim pan  dalam T H 0  T L0 sel a lu be rbentu k  bilang an bulat. Ha sil  ca cah an ata s  isyarat terseb ut dapat mempu n yai dua ke mun g k ina n . Kemungki nan pe rt ama,  isyarat terse but akan di caca h 58.823  kali den gan  TH0 TL 0 = E5C7 heks , kemung kina n kedua   isyarat terse b u t akan di ca cah 58.82 4 kal i  denga n TH0  TL0 = E5C8 heks .   Sesuai P e rsamaan  (3 ), h a sil  ca cah a n  pertam a  a k an men gha si lkan f’  = 17, 0002  Hz.  sed ang ka n  hasil  ca ca ha n ke dua  akan men gha silkan f’  = 1 6 ,9999  Hz. Namu n kare na   pemba gian   pada  mikro k ontrole r  sel a l u  men gha sil k an  bila ngan  bulat, h a sil  bagi  10 6  ata u   F4240 heks  de ngan E5 C7 heks  akan men g hasil ka n nilai  f’ = 11 heks  atau 17 des  Hz. Sedang ka n  d a ri  hasil  ca cah a n  kedu a akan  diha silkan nil a i f’ = 10 heks  atau 16 des  Hz.   Galat atas fre k ue nsi h a sil h i tungan d apat  ditentuka n  d enga n Persa m aan (4).     Galat =  f ) f' - (f X 100%  (4)    Nilai f’ perta ma pad a co n t oh di muka  mempu n yai g a lat   17 17) - (16 X 100 % = 5,9 %, sed ang kan  nilai f’  ked ua  mempu n yai g a lat 0 %. Se h i ngga  gal at te rbe s a r  u n tuk  f = 1 7   Hz ad a l ah 5,9  %. Nil a i  galat terbe s a r  yang  dap at terjadi  akan  sema kin  men u run  de ngan   naiknya fre k u ensi  ma su ka n.  Nilai galat terke c il ada di  sekitar frekuen si 1 kHz.    Untu k fre k ue nsi ma su kan  di atas 1  kHz, nilai g a lat justru a k an  sem a kin  tinggi  seb agaim ana  Gamba r  5.  Nilai gal at m enjadi  san g a t  berfluktu atif untuk  ki sara n frekuen si i n i.  Sebagai  cont oh, se suai P e rsama an (2 ), isyarat  be rfreku en si 99 kHz a k a n  dica cah 1 0 ,101  kali.  Dalam  satu  p e riod e, nilai  caca han ya ng  tersim pan  di  TH0 T L0 d a p a t bernil a i 00  0A heks  atau 00   0B heks . Nilai pertama a k an me ngh a s ikan f’ = 100 kHz, sedan gkan ni lai kedu a a k an   mengh asil ka n f’ = 90,9 kHz. Nilai f’ ked ua memp uny ai galat 8,17  %.    3.2.  Kore ksi Gala t untu k  f < 1 00 Hz  Sebagai man a  Ga mba r  5,   nilai hitu nga n  atas fre k u e n s i m a sukan  d i  ba wah  10 0  Hz da pat  membe r ikan  galat di  atas 1 %. Untu k menu run k a n  nilai g a lat, maka  nilai  p e mbilan g  p a da  Persamaa n (3) dapat   din a ikkan.  A gar proses pe n s kalaa n  me nj adi le bih m u dah, m a ka n ilai  pembila ng di kali kan 1 0  un tuk 10 Hz  ≤  f < 100  Hz.      f’ =   0 0 10 7 TL TH , untuk 10  Hz  ≤  f < 10 0 Hz  (5)    Pada Persa m aan  (5) t e rseb ut, nilai f’ menjadi  10  kali f. Ini be rarti jika  dipe roleh nil a i  f’=XXX, maka nilai tersebut  harus ditampilkan  sebag ai XX,X Hz. Dengan  cara yang sama, gal at   untuk  masukan de nga n freku e n s i di b a wa h 10  Hz pun d apat  diko re ksi. Pe rhitung an u n tuk  menda patkan  f’ untuk f < 10 Hz m engi ku ti Persama a n  (6) da n (7 ).     f’ =   0 0 10 8 TL TH , untuk 1 Hz  ≤  f <  10 Hz  (5)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 1,  April 2009 :  57 - 64   62 f’ =   0 0 10 9 TL TH , untuk 0,1 Hz  ≤  f <  1 Hz  (6)    Pada Persamaan  (6), nil a i f’ menj adi  100  kali   f. Ini berarti ji ka diperol eh  nilai  f’ = XXX,  maka nil a i tersebut ha ru s ditampil kan  seba gai X,XX Hz. Sed ang kan p ada  Persam aan  (7)  tersebut, nilai  f’ adal ah  1000  kali f. Ini   berarti ji ka  di perol eh nilai f’  =  XXX,  maka nilai  tersebut  harus ditampilkan  sebagai  0,XXX  Hz.  Dengan cara tersebut, gal at maksi mal  hasil hitungan  untuk f r e k ue nsi ma su ka n  di ba wah  10 0 Hz yang ta dinya di ata s  1 % seb agai mana G a mb ar 5   dapat diturun k an me njadi  di bawah 1 % seba gaima n a  Gamba r  6.         Gamba r  6. G a lat maksimal  untuk 0,1 Hz  ≤  f  ≤  100 Hz      3.3.  Pencac ahan  Frekue n si M asuka n di Ba w a h 1 5 ,29  Hz  Isyarat m a su kan  den gan  frekuen si  di b a wa h 15,2 9   Hz mem puny ai pe riod e le bih da ri  65.536  mikro detik. Dalam  durasi  wa kt u terseb ut, pada h a sil  ca cah an T H 0 T L0 suda h terj adi   limpaha n. Un tuk p engu ku ran fre k u e n s i  yang lebi h re ndah l agi, li mpaha n d a ri  TH0  TL0  da pat  terjadi  l ebih d a ri satu kali.  I n i  be rarti harus  di gun akan  suatu  pe na mpung  yang  aka n  me ncacah  jumlah terj ad inya limpaha n. Sehingga  Persam aan  (5), (6 ) da n (7) tida k  dapat lan g su ng  digun akan.   Setiap kali t e rjadi lim pah an, isi sebu ah memo ri  8 bit bern a m a jumlah _li m paha n   dinai kkan sa tu. Setelah T0 berhenti,  nilai ca cah an_total dihit ung de ngan  menggu na kan   Persamaa n (8).     ca cah an_tota l  = jumlah_li m paha n   1 0 000 heks  + TH0 T L 0   (8)     Den gan me n e tapkan fre k uen si minima l yang dapat  diuku r  adal a h  0,1 Hz, m a ka nil a i  jumlah_lim pa han m a ksim al adal ah 1 52 atau  98 he k s . Hasil  ka li jumlah_li m paha n de ng an  1000 0 heks  pada Persamaa n  (8) me rup a kan variab el 2 4  bit denga n format XX000 0 heks .     MHz   1     f     Hz   100   untuk , tal cacahan_to F4240 Hz   100     f     Hz   10   untuk , tal cacahan_to 989680 Hz   10     f     Hz   1   untuk , tal cacahan_to 5F5E100 Hz   1     f     Hz   0,1   untuk , tal cacahan_to 3B9ACA00 f' heks heks heks heks  (9)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOMNI KA   ISSN:  1693-6930    ■     Im plem entasi Mikro k o n trol er Seba gai P encacah Frekuen si …… (F redd y Kurnia wan )   63 Nilai h a sil  kal i  tersebut di d apat de nga n  cara me ma su kkan nil a i ju mlah_lim pah an ke byte  p a ling  kiri cacaha n _ total. Sedangkan pen a m baha n den gan TH0 TL0 cu kup di laku ka n den gan   masu kkan  ni lai TH0 T L 0  ke byte tengah d an bi t paling kan an varia bel tereb u t. Varia bel  ca cah an_tota l  mempunyai  panja ng 24 bi t.  Den gan  men ggab ung kan   Persamaa n  (5) hi ngg a Pe rsama an  (8 ) d an me ngu ba h semua  nilai  ke fo rmat he ksade simal, nil a i f r ekuen si  ma su kan  f ’ d apat’ di hitun g  men ggu na kan  Persamaa n (9). Dalam  p e mro g ra man,  sele ksi ata s  satu  di ant ara  empat  p e rsama an p a d a   Persamaa n  (9) ya ng  dig una kan  dila kuka n ata s   ni lai cacaha n_ total, bukan  atas fre k u e n si  masu ka n f yang belum di ketahui. Sehin gga Persam a an (8 ) diub ah  menjadi Persamaan  (9).       heks heks heks heks heks heks heks heks heks heks heks heks 0     tal cacahan_to     2710   untuk , total _ cacahan F 2710     tal cacahan_to     186A0   untuk , total _ cacahan 989680 186A0     tal cacahan_to     F4240   untuk , total _ cacahan 5F5E100 F4240     tal cacahan_to     989680   untuk , total _ cacahan 3B9ACA00 f' 4240  (10 )       Pada Persam aan (1 0) tersebut, pembila ng menem pat i data 32 bit,  sed ang ka n penyebut   menem pati data 24 bit.  Meskipu n  disedia k an me mori den gan  aloka s i 24 bit untuk variabe l   ca cah an_tota l , namun vari abel terse but  tidak selalu  mengg una ka n alokasi m e mori  sebe sa r 24  bit. Den gan  panj ang  da ta ca ca han _total yang  m encapai  24   bit, cu kup   menyulitka n  jika  ca cah an_tota l  dipe rla k u k a n  seba gai  p e mbagi.  Unt u k  men gura ngi ting kat  kerumita n p r o s e s   pemba gian,  dilaku kan  pembulata n  denga n  cara me nyederhan akan pembil a ng dan   penyeb utnya. Pembagia n  dilakukan ole h  data  ca ca h an_total de n gan pa njang  16 bit terhad ap  data pembil a ng den gan p a n jang 2 4  bit denga n su atu algoritm a  kh u s u s .  Jika byte paling kiri vari ab el cacaha n_t otal tidak sa ma deng an n o l, maka pem bilang da n  penyeb ut da pat diba gi d u a . Pembagi a n  den gan  du a atas suatu  nilai cukup  dilaku ka n de ng an  mengg eser bi t-bit yang me mbentu k  nilai  terse but ke   kan an sejau h  satu bit. Jika  byte paling kiri  variabel  ca ca han_total bel um sama d e ngan nol, m a ka p r o s e s  tersebut da pa t diulang. Ca ra   terse but efe k tif untuk m e l a ku ka n pe nyederhaa n at as  pen ca cah an u n tuk f r e k ue nsi  re nda h.  Penyede rha a n  atas  pem bilang d an p eny ebut tida k  a k an ba nyak  m e mpen ga ruhi  nilai gal at. Ca ra   ini efektif untuk nilai fre k u ensi ma su ka n hingg a 0,1 Hz.   Pada isya rat  masu ka n de ngan f r e k uen si 0,1  Hz, m a ka  ca ca han _total be rnilai  10 jut a   atau 9 896 80 he k s . Nilai caca han_total  = 9 8968 0 heks .  Karena   byte  p a l i ng kiri ca ca h an_total = 9 8 ,  maka p e mbil ang da n pen yebut dibagi  dua. Pro s e s  pemba gian d enga n dua di laku ka n hing ga   ca cah an_tota l  = 98 96 heks .  Nilai pembil a ng se ka ran g  adala h   3B9A CA heks .  Sehin gga dida pat nilai  freku e n s i ha sil hitungan     f’ =   heks heks heks heks ACA B 3B9ACA00 9896 9 3 989680 64 heks  = 100 des  (11 )     Pembagi an d enga n 989 6 heks  atas 3B9A CA heks  akan  mengh asil ka n nilai 100.  Nilai tersebut a k an  ditampilkan sebag ai 0,1 Hz. Inilah nilai frekuen si terkecil yang d a p a t ditampilka n  siste m .    3.4.  Analisis Ketepatan Frek uensi di Ata s  100 Hz  Pada G a mba r  5 terli hat b ahwa untu k   kisaran 1 00  Hz  ≤  f  <  10  kH z ,  ga la t ya ng  te r j a d i   maksimal  1  %. Pada ki saran te rseb u t  dapat digu nakan  ketep a tan hin gga  2 digit. Format  tampilan frekuen si ha sil hi tungan ya ng  adala h  XX0  Hz  untu k  ki saran  100  Hz  ≤  f <  1 kHz, dan   X , X  kHz unt u k  ki sar an 1  ≤   f  < 10 kH z.    Pada ki sa ra n  10 kHz  ≤  f  <  100  kHz, gal a t  maksimal a dalah  10 %. Pada ki sa ra n  terse but  dapat  digu na kan  ketepata n  1  digit. F o rmat tampila n  fre k ue nsi  ha sil hitu nga n  adala h  X0  kHz.   Sedang ka n p ada  ki sa ran  f  ≥ 1 00  kHz,   galat yan g  te rjadi  sudah   sedemi k ian  be sar.  Frekuen si   hasil hitu nga n tidak laya k lagi untu k  dig una kan.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                 ISSN: 16 93-6 930     TELKOM NIKA   Vol. 7, No. 1,  April 2009 :  57 - 64   64 Sementara it u, pada  Ga m bar  6 terli hat  bah wa  untu k   kisara n 0,1   ≤  f  < 10 0  Hz, galat  maksimal ya ng terjadi 1  %. Pada kisa ran terse but dapat digu na kan  ketep a ta n hingga 2 di git.  Format  tampil an fre k u e n s i  hasil  hitun g a n  ad alah  XX  Hz untu k   10  ≤   f <  1 00 Hz, X,X  Hz untu k   1  ≤   f < 10 Hz, d an 0,XX untuk 0,1  ≤  f < 1 Hz. Galat d an format ta mpilan nilai freku e n s i kelu aran   dapat dilihat  pada Ta bel 1.     Tabel 1 Kisaran frekuen si  masu ka n, gal at dan format  tampilan kel uara n   Kisaran fre k u ensi (Hz)  Galat   Tampila n (Hz)   0,1  ≤  f <  1  < 1 %  0,XX   1  ≤  f  <  10   < 1 %   X , X   10   ≤  f <  100   < 1 %  XX   100   ≤  f  <  1 k   < 1 %   X X 0    1  k  ≤  f <  10 k  < 1 %  X.X00   10  k  ≤  f <  100 k  < 10 %   X0.000       4. SIMPU L AN  Paper ini tel ah m engh ad irka n  ran c a n gan  pen ca ca h fre k u e n s i  berb a si s AT 89S51.  Penca c a han  freku e n s i ma su kan dila ku kan de nga n memanfa a tka n  fasilitas pe wa ktu T0 da n  interup s i e kst ernal yan g  di miliki oleh mi kro k o n trol er tersebut. Met ode yang dig una kan a dal ah  mengu ku r p e r iode i s ya rat  masukan. Hal ini dila ku kan de nga n cara m eng uku r  du ra si waktu   antara  terja d i n ya NG T be rturut -turut d a ri  si nyal in p u t. Hasil  pen elitian men u njukka n ba h w a  pen ca cah  fre k ue nsi  yang   diran c a ng  da pat dig una ka n untu k   meng uku r  frekuen si dari  0.1 - 10  kHz  deng an  galat  ma ksim a l  1 %  dan  da pat  digu na kan  u n tuk  men g u k ur frekuen si   hingg a 1 00  kHz   deng an g a la t di bawah  10 %, se hin gga d apat  m enjadi  alternatif dike mb ang kan n ya a l at  pen ca cah fre k ue nsi d eng a n  harg a  yang  lebih kompeti t if.      D a ft a r  Pu st ak a  [1]  Agilent Te ch nologi es, “ Fu ndamen t als  of th e Electr onic Co unte r s ”, Appli c ati on Note 200   Electro n ic Co unter  Seri es, He wle tt-Pa ckard Co., Englewo od, 199 7.  [2]  Kamal, Ibrahim, ” 5 Hz  to 5 00 k H z  Freq uenc y - Meter :  Hom e -mad e, Acc u rate,  and Simple  Solution ”, http://www.i k alo g ic.com/freq _ m eter.ph p , 2008.   [3]  Matjaz  Vidmar: " A  Micr o w av e Anal og Freq uen c y  Div i der ", Microwave  Jou r n a l,  Internation a l Edition, ISSN 0192- 622 5, pp: 120-126,  Novemb er 1 9 98.  [4]  Kurnia wa n, Fred dy, ” An alisis Ke tep a tan  Frek u e nsi Pemba ngkit  Clock  Berb asis  Mikrokon trol er ”, Ju rnal T e knoi n, Vol. 2  No., Juli 20 08 .  [5] Atmel  Co rpo r ation,  ” Micr ocontroller I n stru sctio n  Set ”,  Atmel Corpo r ation, San  Jose,  USA., 1997.  [6]  Atmel Co rpo r ation, ” Atmel  805 1 Micro c ontrollers  Hard w a r e  M a nual ”, Atmel  Corpo r ation,  San Jo se, U. S.A., 2007.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.