Modul 3 uP&uC
MODUL 3
COMMUNICATION
1. Pendahuluan [Kembali]
- Asistensi dilakukan 1x
- Praktikum dilakukan 1x
2. Tujuan [Kembali]
- Memahami cara penggunaan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan
- Memahami cara penggunaan komponen input dan output yang berkomunikasi secara UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan
- STM32F103C8
- STM 32 NUCLEO G474RE
- STM32F103C8
- Bagian - Bagian Pendukung
1) STM32 NUCLEO-G474RE
1. RAM (Random Access Memory)
RAM (Random Access Memory) pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai memori sementara untuk menyimpan data selama program berjalan. Mikrokontroler STM32G474RET6 memiliki RAM sebesar 128 KB yang berfungsi untuk menyimpan variabel, buffer data, stack, dan heap.
2. Memori Flash Eksternal
STM32 NUCLEO-G474RE tidak menggunakan memori flash eksternal. Seluruh program dan data permanen disimpan pada memori Flash internal mikrokontroler STM32G474RET6 dengan kapasitas 512 KB. Memori flash ini bersifat non-volatile, sehingga data dan program tetap tersimpan meskipun catu daya dimatikan.
3. Crystal Oscillator
STM32 NUCLEO-G474RE menggunakan osilator internal (HSI – High Speed Internal) sebagai sumber clock utama secara default. Penggunaan clock internal ini membuat board dapat beroperasi tanpa memerlukan crystal oscillator eksternal. Clock berfungsi sebagai sumber waktu untuk mengatur kecepatan kerja CPU dan seluruh peripheral.
4. Regulator Tegangan
Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler.
5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output):
Pin GPIO pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai antarmuka input dan output digital yang fleksibel.
2) STM32F103C8
1. RAM (Random Access Memory)
STM32F103C8 dilengkapi dengan 20KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM ini memungkinkan mikrokontroler menjalankan berbagai aplikasi serta menyimpan data sementara selama eksekusi program.
STM32F103C8 dilengkapi dengan 20KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM ini memungkinkan mikrokontroler menjalankan berbagai aplikasi serta menyimpan data sementara selama eksekusi program.
2. Memori Flash Internal
STM32F103C8 memiliki memori flash internal sebesar 64KB atau 128KB, yang digunakan untuk menyimpan firmware dan program pengguna. Memori ini memungkinkan penyimpanan kode program secara permanen tanpa memerlukan media penyimpanan eksternal.
3. Crystal Oscillator
STM32F103C8 menggunakan crystal oscillator eksternal (biasanya 8MHz) yang bekerja dengan PLL untuk meningkatkan frekuensi clock hingga 72MHz. Sinyal clock yang stabil ini penting untuk mengatur kecepatan operasi mikrokontroler dan komponen lainnya.
4. Regulator Tegangan
STM32F103C8 memiliki sistem pengaturan tegangan internal yang memastikan pasokan daya stabil ke mikrokontroler. Tegangan operasi yang didukung berkisar antara 2.0V hingga 3.6V.
5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output)
STM32F103C8 memiliki hingga 37 pin GPIO yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat eksternal seperti sensor, motor, LED, serta komunikasi dengan antarmuka seperti UART, SPI, dan I²C.
- UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)
UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.
- I2C (Inter-Intergrated Circuit)
Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop. Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL. Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL. R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave) ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.
- SPI (Series Peripheral Interface)
Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchronous berkecepatan tinggi yang dimiliki oleh STM32F407VGT6 dan Raspberry Pi Pico. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur utama yaitu MOSI, MISO, dan SCK, serta jalur tambahan SS/CS. Melalui komunikasi ini, data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan perangkat periferal lainnya. Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO. - MOSI (Master Output Slave Input)
Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MOSI berfungsi sebagai output. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MOSI berfungsi sebagai input. - MISO (Master Input Slave Output)
Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MISO berfungsi sebagai input. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MISO berfungsi sebagai output - SCLK (Serial Clock)
Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin SCLK bertindak sebagai output untuk memberikan sinyal clock ke slave. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin SCLK berfungsi sebagai input untuk menerima sinyal clock dari master. - SS/CS (Slave Select/Chip Select)
Jalur ini digunakan oleh master untuk memilih slave yang akan dikomunikasikan. Pin SS/CS harus dalam keadaan aktif (umumnya logika rendah) agar komunikasi dengan slave dapat berlangsung
5.Percobaan [Kembali]
1. Kontrol Greenhouse
SPI (STM32F103C8 – STM32F103C8)
a. Alat dan Bahan
- STM32 F103C8T6
- Sensor LDR
- Push button
- LED
- Fan
- Jumper
- Breadboard
b. Rangkaian
- Master
- Slave
d. Konfigurasi STM32CubeMX
1. Buat dua project baru pada STM32CubeIDE menggunakan mikrokontroler STM32F103C8T6.
• Project_Master
• Project_Slave.
2. Konfigurasi Project Master
a. Atur pin PB0 sebagai GPIO Input dengan konfigurasi Pull-up.
b. Aktifkan SPI1 dengan pengaturan:
- Mode: Full Duplex Master
- Hardware NSS Signal: Output
3. Konfigurasi Project Slave
a. Atur pin PB0 sebagai GPIO Output, level output High.
b. Atur pin PB1 sebagai GPIO Output, level output High.
c. Aktifkan SPI1 dengan pengaturan:
- Mode: Full Duplex Slave
- Hardware NSS Signal: Input
4. Setelah seluruh konfigurasi selesai, lakukan Generate Code untuk
masing-masing project.
2. Game Geomerty Jump (Komunikasi SPI – I2C)
I2C (STM32F103C8 – STM32F103C8)
a. Alat dan Bahan
- STM NUCLEO G474RE (x2)
- OLED
- Push button
- LED Green
- LED Red
- Jumper
- Breadboard
b. Rangkaian
- Logika Game
- Master
- Slave
d.Konfigurasi STM32CubeMX
1. Buat dua project baru pada STM32CubeIDE menggunakan mikrokontroler STM32 NUCLEO G474RE.
• Project_Master
• Project_Slave
2. Konfigurasi Project Master
a. Aktifkan I2C1 dengan pengaturan:
Mode: I2C
• Clock Speed: 100 kHz (Standard Mode)
• Addressing Mode: 7-bit
• Pin yang digunakan:
• PB6 → SCL
• PB7 → SDA
b. Aktifkan SPI1 dengan pengaturan:
• Mode: Full Duplex Master
• Direction: 2 Lines
• Data Size: 8-bit
• Clock Polarity: Low
• Clock Phase: 1 Edge
• NSS: Software
• Baudrate Prescaler: 16
• First Bit: MSB First
Pin yang digunakan:
• PA5 → SCK
• PA6 → MISO
• PA7 → MOSI
3. Konfigurasi Project Slave
a. Aktifkan SPI1 dengan pengaturan:
• Mode: Full Duplex Slave
• Direction: 2 Lines
• Data Size: 8-bit
• Clock Polarity: Low
• Clock Phase: 1 Edge
• NSS: Hardware Input
• First Bit: MSB First
Pin yang digunakan:
• PA5 → SCK
• PA6 → MISO
• PA7 → MOSI
• PA4 → NSS
b. I2C tidak digunakan pada Slave
4. Setelah seluruh konfigurasi selesai, lakukan Generate Code untuk masing-masing project.
3. Smart Entry Indicator
UART (STM32F103C8 – STM32 NUCLEO G474RE)
a. Alat dan Bahan
- STM32NUCLEO
- STM32Bluepill
- Pir Sensor
- Breadbaord
- LED
- Resistor
b. Rangkaian
d. Konfigurasi STM32CubeMX
1. Buat Buat dua project pada STM32CubeIDE:
• Project_Nucleo (Transmitter + PIR)
• Project_Bluepill (Receiver + LED)
2. Konfigurasi Project Nucleo
a. Konfigurasi GPIO (PIR)
• Pin PA0 → GPIO Input
• Mode: Pull-Down
b. Konfigurasi UART
Aktifkan USART1 dengan pengaturan:
• Mode: Asynchronous
• Baudrate: 9600
• Word Length: 8 Bits
• Stop Bit: 1
• Parity: None
c. Konfigurasi Pin UART
• PC4 → TX (Transmit)
• PC5 → RX (tidak digunakan)
3. Konfigurasi Project Bluepill
a. Konfigurasi GPIO (LED)
• Pin PA5 → GPIO Output
• Mode: Push Pull
b. Konfigurasi UART
Aktifkan USART1 dengan pengaturan:
• Mode: Asynchronous
• Baudrate: 9600
• Word Length: 8 Bits
• Stop Bit: 1
• Parity: None
4. Sistem Parkir Otomatis 2 Pintu
UART (STM32 NUCLEOG474RE – STM32 NUCLEOG474RE)
a. Alat dan Bahan
- STM32 Nucleo G474RE (x2)
- Sensor IR (x2)
- Motor Servo (x2)
- Jumper
- Breadboard
b. Rangkaian
d. Konfigurasi STM32CubeMX
1. Buat dua buah project menggunakan board NUCLEO-G474RE
• Nucleo 1
• Nucleo 2
2. Atur Konfigurasi Pin untuk Nucleo 1 dan Nucleo 2 sesuai pin:
• Nucleo 1
1. Pada Timers , Atur:
PA0: TIM2 CH1 (PWM Generation CH1) (PA0)
- Clock Source : Internal Clock
- Channel 1: PWM Generation CH1
2. Pada Connectivity, Aktifkan:
- I2C1: I2C (PA15) (PB5)
- USART1: Asynchronous (PA9)(PA10)
3. Lalu Aktifkan pin pada Pinout View:
- PA1 (GPIO_Input)
- PA4 (GPOI_Input)
• Nucleo 2
1. Pada Timers, Atur:
PA0: TIM2 CH1 (PWM Generation CH1)
2. Pada Connectivity, Aktifkan:
USART1: Asynchronous (PA9)(PA10)
3. Lalu Aktifkan pin pada Pinout View:
- PA1 (GPIO_Input)
- PA4 (GPOI_Input)
3. Buat New Header dan New Source Pada Nucleo 1:
1. Buat New Header pada Fostmm32lder Inc:
• main.h
• ssd1306_conf.h
• ssd1306_fonts.h
• ssd1306.h
2. Buat New Source pada Folder Src:
• main.c
• ssd1306_fonts.c
• ssd1306.c
Komentar
Posting Komentar