MODUL 1 General Input dan Output

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar teori 

5. Percobaan 

Percobaan...

1. Tugas Pendahuluan 1

2. Tugas Pendahuluan 2

3. Laporan Akhir 1

4. Laporan Akhir 2

MODUL 1

General Input dan Output

1. Pendahuluan [Kembali]

1. a) Asistensi dilakukan 1x 
2. b) Praktikum dilakukan 1x

2.Tujuan [Kembali]

a) Memahami cara penggunaan input dan output digital pada mikrokontroler 

 b) Menggunakan komponen input dan output sederhana dengan STM32 NUCLEO G474RE 

 c) Menggunakan komponen Input dan Output sederhana dengan STM32F103C8

3. Alat dan bahan[Kembali]

4. Dasar Teori[Kembali]

1.3.1 General Input Output Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori untuk diproses lebih lanjut oleh mikroprosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam mikroprosesor. Output adalah data hasil yang telah diproses. Perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya. Pada STM32F103C8T6 dan STM32 NUCLEO G474RE pin input/output terdiri dari digital dan analog yang jumlah pin-nya tergantung jenis mikrokontroller yang digunakan. Input digital digunakan untuk mendeteksi perubahan logika biner pada pin tertentu. Adanya input digital memungkinkan mikrokontroler untuk dapat menerjemahkan 0V menjadi logika LOW dan 5V menjadi logika HIGH. Membaca sinyal digital pada mikrokontroller dapat menggunakan sintaks digitalRead(pin); Output digital terdiri dari dua buah logika, yaitu kondisi logika HIGH dan kondisi logika LOW. Untuk menghasilkan output kita dapat menggunakan sintaks digitalWrite(pin,nilai); yang sebelumnya pin sudah diset ke mode OUTPUT, lalu parameter kedua adalah set nilai HIGH atau LOW. Apabila pin diset dengan nilai HIGH, maka voltase pin tersebut akan diset ke 5V atau 3.3V dan bila pin diset ke LOW, maka voltase pin tersebut akan diset ke 0V. 

 1.3.2 STM 32 NUCLEO G474RE STM32 NUCLEO-G474RE merupakan papan pengembangan (development board) berbasis mikrokontroler STM32G474RET6 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Board ini dirancang untuk memudahkan proses pembelajaran, pengujian, dan pengembangan aplikasi sistem tertanam (embedded system), baik untuk pemula maupun tingkat lanjut. STM32 Nucleo-G474RE mengintegrasikan antarmuka ST-LINK debugger/programmer secara onboard sehingga pengguna dapat langsung melakukan pemrograman dan debugging tanpa perangkat tambahan. Adapun spesifikasi dari STM32 NUCLEO-G474RE adalah sebagai berikut:

1.3.3 STM32F103C8 STM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain. Adapun spesifikasi dari STM32F4 yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

A. 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. 

 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.

5. Percobaan[Kembali]

1. Kontrol Lampu Lorong 

 a. Alat dan Bahan ● STM32F103C8 ● Touch Sensor ● PIR Sensor ● LED ● Buzzer ● Resistor 

 b. Rangkaian 

C. Flowchart

d. listening program

2. Sistem Deteksi Jarak pada Parkir Mundur 

 a. Alat dan Bahan  STM32 NUCLEO-G474RE  Infrared Sensor  Buzzer  LED RGB  Resistor 1k ohm  Switch  Adaptor  Breadboard

 b. Rangkaian 

C. Flowchart

d. listening program

#include "main.h"

uint8_t system_enable = 1;

uint8_t touch_last = 0;

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

 

int main(void)

{

  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

 

  while (1)

  {

    uint8_t touch_now = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1);

 

    if (touch_now == GPIO_PIN_SET && touch_last == GPIO_PIN_RESET)

    {

      system_enable = !system_enable;

      HAL_Delay(200);

    }

    touch_last = touch_now;

 

    if (system_enable)

    {

      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET)

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);

      }

      else

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

      }

    }

    else

    {

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

    }

  }

}

 

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

 

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;

 

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

   Error_Handler();

  }

 

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

 

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}

 

static void MX_GPIO_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

 

  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

 

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;

  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

 

void Error_Handler(void)

{

  __disable_irq();

  while (1)

  {

  }

}

 

#ifdef USE_FULL_ASSERT

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

{

}

#endif

3. Alarm Perimeter Pintu 

 a. Alat dan Bahan ● ST-LINK ● STM32F103C8 (BLUEPILL) ● IR Transmitter ● IR Receiver ● Touch sensor ● Buzzer ● LED ● Resistor 220 OHM

 b. Rangkaian 

C. Flowchart

d. listening program

#include "main.h"

uint8_t system_enable = 1;

uint8_t touch_last = 0;

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

 

int main(void)

{

  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

 

  while (1)

  {

    uint8_t touch_now = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1);

 

    if (touch_now == GPIO_PIN_SET && touch_last == GPIO_PIN_RESET)

    {

      system_enable = !system_enable;

      HAL_Delay(200);

    }

    touch_last = touch_now;

 

    if (system_enable)

    {

      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET)

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);

      }

      else

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

      }

    }

    else

    {

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

    }

  }

}

 

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

 

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;

 

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

   Error_Handler();

  }

 

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

 

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}

 

static void MX_GPIO_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

 

  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

 

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;

  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

 

void Error_Handler(void)

{

  __disable_irq();

  while (1)

  {

  }

}

 

#ifdef USE_FULL_ASSERT

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

{

}

#endif

4. Sistem Kontrol Otomatis Tangki Minyak 

 a. Alat dan Bahan ● STM32 NUCLEO-G474RE ● Float Switch ● Flame Sensor ● Relay ● Buzzer ● LED ● Breadboard ● Adaptor

 b. Rangkaian 

C. Flowchart

d. listening program

#include "main.h"

uint8_t system_enable = 1;

uint8_t touch_last = 0;

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

 

int main(void)

{

  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();

 

  while (1)

  {

    uint8_t touch_now = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1);

 

    if (touch_now == GPIO_PIN_SET && touch_last == GPIO_PIN_RESET)

    {

      system_enable = !system_enable;

      HAL_Delay(200);

    }

    touch_last = touch_now;

 

    if (system_enable)

    {

      if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_SET)

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);

      }

      else

      {

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

      }

    }

    else

    {

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);

      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

    }

  }

}

 

void SystemClock_Config(void)

{

  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

 

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;

 

  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

  {

   Error_Handler();

  }

 

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

                              | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

 

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

  {

    Error_Handler();

  }

}

 

static void MX_GPIO_Init(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

 

  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

 

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;

  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

 

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

 

void Error_Handler(void)

{

  __disable_irq();

  while (1)

  {

  }

}

 

#ifdef USE_FULL_ASSERT

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

{

}

#endif