Port paralel pada chip Mikrokontroler, berfungsi untuk masukan maupun keluaran sinyal digital yang dapat digunakan untuk mengendalikan rangkaian-rangkaian di luar chip secara langsung. Port paralel tersebut ada yang berfungsi ganda, jika dikehendaki bisa diatur dipakai untuk keperluan lain. Misalnya P0 dan P2 juga bisa difungsikan untuk addressing memory eksternal, P3 dapat di set untuk keperluan transmisi serial (RX dan TX), Masukan Interupt (Int0 dan Int1), Masukan Timer/counter (T0,T1). Chip mikrokontroler AT89C51 mempunyai 40 kaki, 32 kaki di antaranya adalah paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 kaki. Sehingga terdapat 4 buah port paralel, yang masing-masing dikenali sebagai Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3. Masing-masing pin (kaki) dari port paralel di mulai dari 0 sampai 7. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada rangkaian sistem minimum berikut ini.

PORT

Gambar 1. Rangkaian sistem minimum dan konfigurasi pin MCS-51 40 pin.

Untuk menjalankan mikrokontroler diperlukan rangkaian standart pendukung yang terdiri kristal pembangkit clock, kapasitor 33 pF, dan RC untuk power on reset. Sistem ini yang disebut dengan sistem minimum.

Pada keluarga MCS-51 terdapat mikrokontroler 20 pin yang merupakan hasil reduksi dari tipe 40 pin yaitu PO dan P2, sehingga pada jenis ini hanya terdapat 2 port yaitu P1 dan P3 (hanya 6 pin). Untuk mengetahui lebih lanjut dapat dibaca pada datasheet AT89C1051, AT89C2051 dan AT89C4051.

Konstruksi Port 0

Port 0 tidak mempunyai tahanan yang terhubung ke Vcc yang dipasang di atas transistor MOS T1, seperti pada konstruksi port-port yang lain. Pada saat Port 0 dipakai sebagai port output tegangan pada kaki P0.X tidak mungkin menjadi ‘1’, untuk mengatasi hal ini, kalau memakai Port 0 sebagai port output harus dipasangkan tahanan ke Vcc di luar chip MCS51. Rangkaian sistem ini yang disebut “pull-up”. Setiap kali Port 0 dipakai untuk saluran alamat/data, semua latch pada Port 0 dibuat menjadi ‘1’, sehingga kalau Port 0 dipakai untuk saluran alamat/data maka Port 0 sudah tidak dapat berfungsi sebagai port paralel lagi.

Port 0 MCS51Gambar 2. Konstruksi port P0.

Konstruksi Port 1

Port 1 merupakan satu-satunya port MCS51 yang tidak berfungsi ganda, sehingga konstruksi Port 1 merupakan dasar konstruksi bagi port-port lain. Port yang lain dibangun atas dasar Port 1 dengan beberapa modifikasi. Inti dari rangkaian P1 adalah sebuah latch, output Q* dari latch dihubungkan ke rangkaian inverter yang dibentuk dengan transistor MOS dan tahanan yang dihubungkan ke Vcc, output inverter dihubungkan ke kaki chip MCS51. Input latch terhubung ke salah satu jalur saluran-data di dalam chip MCS51, saat intruksi semacam MOV P1,A dijalankan, pada input clock dari latch akan timbul pulsa yang membuat isi jalur data direkam ke dalam latch. Data ‘1’ yang direkam ke dalam latch membuat Q* menjadi ‘0’ sehingga transistor MOS off, tegangan pada kaki chip menjadi Vcc yang dikenali sebagai ‘1’. Sebaliknya data ‘0’ dalam latch mebuat Q* menjadi ‘1’ sehingga transistor MOS on, menghubungkan kaki chip ke ground, hal ini dikenali sebagai ‘0’.

Di luar rangkaian latch dan inverter, rangkaian port 1 masih dilengkapi pula dengan penyangga 3 kondisi (tri-state buffer) B1 dan B2 yang dipakai sebagai jalur input ke jalur saluran-data di dalam chip MCS51. Saat MCS51 melaksanakan instruksi-instruksi yang bersifat ambil-rubah-simpan (read-modify-write)output Q dari latch diambil lewat penyangga B1, diolah di dalam inti prosesor MCS51 kemudian dikembalikan ke latch.

Port 1 MCS51Gambar 3. Kontruksi port P1.

Konstruksi Port 2

Port 2 bisa juga dipakai sebagai saluran alamat, untuk keperluan ini rangkaian dasar Port 1 ditambah dengan sebuah gerbang AND, sebuah transistor MOS dan sebuah inverter. Gambar 6.4 menggambarkan Port 2 sedang berfungsi sebagai Port Paralel, tansistor MOS T2 dalam keadaan ‘off’, keadaan saat ini sama persis dengan keadaan Port 1.Pada dasarnya Port 2 masih tetap berfungsi sebagai port paralel, hanya pada saat diperlukan saja Port 2 berubah fungsi sebagai saluran alamat dan sesudah itu akan segera kembali berfungsi sebagai port paralel. Saat Port 2 berfungsi sebagai saluran alamat input A gerbang AND menjadi ‘1’, jalur alamat di dalam chip MCS51 lewat gerbang AND mengendalikan transistor MOS T2, saklar S berpindah posisi ke kanan menghubungkan jalur alamat yang sudah dibalik inverter ke rangkaian trasistor MOS T1. Dengan adanya inverter pada rangkaian Gate T1, mengakibatkan keadaan transistor MOS T1 dan T2 selalu berbalikan. Saat jalur alamat di dalam chip bernilai ‘1’ transistor MOS T2 ‘on‘ menghubungkan kaki P2.x ke Vcc dan transistor MOS T1 ‘off’, sehingga P2.x berada dalam keadaan ‘1’. Sebaliknya, jalur alamat di dalam chip bernilai ‘0’ transistor MOS T2 ‘off‘dan transistor MOS T1 ‘on’ menghubungkan kakami P2.x ke ground, sehingga P2.x berada dalam keadaan ‘1’. Saat Port 2 dipakai sebagai saluran alamat, isi semua latch pada Port 2 tidak berubah, sehingga meskipun Port 2 masih bisa berfungsi sebagai port output paralel dengan baik.

 Port 2 MCS51Gambar 4. Kontruksi port P2.

 

Konstruksi Port 3

Selain sebagai port paralel, Port 3 bisa pula dipakai untuk berbagai keperluan bermacam sarana input/output dan fasilitas untuk menambah memori data di luar chip MCS51.

Fungsi lain dari masing-masing kaki Port 3 antara lain adalah P3.0 berfungsi pula sebagai RxD yakni input data seri dari UART, P3.1 berfungsi pula sebagai TxD yakni output data seri dari UART, P3.2 dan P3.3 masing-masing bisa berfungsi sebagai INT0* dan INT1*, yang bertugas menerima sinyal permintaan interupsi dari rangkaian di luar chip MCS51. P3.4 dan P3.5 masing-masing bisa berfungsi sebagai T0 dan T1, yang bertugas menerima sinyal denyut dari rangkaian di luar chip MCS51, saat Timer 0 atau Timer 1 dikerjakan sebagai ‘counter’. P3.6 dan P3.7 bisa menjadi WR* dan RD*, yang dipakai untuk mengendalikan memori data yang ditambahkan di luar chip MCS51.

Konstruksi Port 3 dibagi menjadi 2 model, model pertama pada P3.0, P3.6 dan P3.7 yang dipakai untuk menyalurkan sinyal keluar dari chip MCS51, seperti terlihat dalam Gambar 2a. Transistor MOS dikendalikan bersama oleh output Q dari Latch dan rangkaian output yang ada di dalam chip MCS51 lewat sebuah gerbang NAND. Dari rangkaian tersebut jelas terlihat agar output fungsi alternatip bisa diteruskan ke masing-masing kaki dengan benar, sebelumnya latch harus diisi dengan ‘1’.

Konstruksi Port 3Gambar 5. Kontruksi port P3.