Pemindaian dan Penampilan Tombol Keypad 3×4 ke 7-Segment Display menggunakan Mikrokontroler 8051

Pemindaian dan Penampilan Tombol Keypad 3×4 ke 7-Segment Display menggunakan Mikrokontroler 8051

 

Dosen Pengampu :

Dr. Samuel Beta Kuntardjo, Ing.Tech., M.T.

 

 

Disusun Oleh :

1. Ahmad Ariz Abdurahman                  4.34.24.0.3                                               

2.Fikry Azzaky                                      4.34.24.0.10                       

3.Lovandika Fadhie Kiaradesma          4.34.24.0.15                                           

4. Qamara Annura H                             4.34.24.0.22                                    

 

 

 

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2025

 Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir Semester dengan judul “Pemindaian Keypad 3×4 dan Penampilan Hasil ke 7-Segment Display menggunakan Mikrokontroler 8051”.

Laporan ini disusun sebagai salah satu bentuk pertanggungjawaban akademik dalam mata kuliah Mikrokontroler. Tujuan dari penyusunan laporan ini adalah untuk mendokumentasikan proses perancangan, implementasi, serta pengujian sistem pemindaian keypad 3×4 yang dihubungkan dengan mikrokontroler 8051 dan ditampilkan pada 7-segment display.

Kami berharap laporan ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca, khususnya mahasiswa dan praktisi yang ingin memahami lebih dalam mengenai teknik interfacing antara perangkat input dan output pada mikrokontroler.

Kami menyadari bahwa laporan ini masih memiliki kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi perbaikan di masa mendatang. Semoga laporan ini dapat menjadi referensi yang berguna dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan praktik di bidang elektronika digital.

 

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

              Perkembangan sistem digital dan mikrokontroler menuntut adanya perangkat input yang sederhana, efektif, dan mudah diimplementasikan. Salah satu perangkat input yang banyak digunakan dalam sistem berbasis mikrokontroler adalah keypad matriks, khususnya keypad 3x4, karena mampu menyediakan banyak pilihan input dengan jumlah pin yang relatif sedikit. Keypad jenis ini umum digunakan pada aplikasi seperti sistem keamanan, kalkulator, mesin antrian, dan sistem kontrol sederhana. Oleh karena itu, pemahaman mengenai cara kerja dan pemrograman keypad matriks menjadi hal yang penting dalam pembelajaran mikrokontroler.

 

Pada praktikum ini digunakan mikrokontroler 8051 untuk mengimplementasikan pembacaan input dari keypad 3x4 dengan metode scanning baris. Metode ini dipilih karena sederhana dan efisien, di mana mikrokontroler mengaktifkan baris secara bergantian dan membaca kondisi kolom untuk mengetahui tombol yang ditekan. Melalui percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat memahami konsep dasar interfacing keypad, proses scanning, serta pengolahan data input menjadi keluaran digital yang dapat ditampilkan atau digunakan untuk proses selanjutnya.

 

1.2 Rumusan Masalah

1.      Bagaimana cara mikrokontroler 8051 melakukan pemindaian tombol pada keypad 3×4 secara sistematis dan efisien?

2.     Bagaimana cara mengidentifikasi tombol yang ditekan berdasarkan kombinasi baris dan kolom pada keypad?

3.     Bagaimana cara menampilkan hasil penekanan tombol ke 7-segment display menggunakan kode yang sesuai?

 

 

 

1.3 Tujuan

  Mendeteksi tombol yang ditekan pada keypad 3×4.

1.     Merancang sistem pemindaian keypad 3×4 menggunakan mikrokontroler 8051 yang mampu mendeteksi tombol yang ditekan secara sistematis dan efisien melalui proses aktivasi baris dan pembacaan kolom.

 

2.     Mengidentifikasi tombol yang ditekan berdasarkan kombinasi baris dan kolom, serta menghubungkannya dengan nilai numerik yang sesuai menggunakan pemetaan logika dalam subrutin program.

3.     Menampilkan hasil penekanan tombol ke 7-segment display dengan mengakses tabel kode heksadesimal dan mengirimkan data ke port output, sehingga pengguna dapat melihat angka yang ditekan secara langsung

II. METODOLOGI

1.   Metodologi yang digunakan dalam pembuatan sistem pembacaan keypad 3x4 ini meliputi beberapa tahapan utama, yaitu perancangan perangkat keras, perancangan perangkat lunak, implementasi, dan pengujian. Tahap pertama adalah perancangan perangkat keras, yaitu menentukan konfigurasi mikrokontroler 8051 serta pemetaan pin yang digunakan untuk menghubungkan keypad 3x4. Pada tahap ini, baris keypad dihubungkan ke port P0.0 sampai P0.3, sedangkan kolom keypad dihubungkan ke port P0.4 sampai P0.6. Selain itu, ditentukan pula penggunaan Port 1 sebagai keluaran untuk menampilkan data hasil pembacaan tombol dalam bentuk kode heksadesimal, yang umumnya digunakan sebagai input tampilan seven segment atau perangkat output lainnya. Pemilihan jalur koneksi dan konfigurasi port dilakukan agar proses scanning dapat berjalan dengan efisien dan stabil.

2.   Tahap berikutnya adalah perancangan perangkat lunak, di mana program dibuat menggunakan bahasa assembly mikrokontroler 8051. Pada tahap ini dirancang algoritma scanning keypad dengan metode scanning baris, yaitu dengan mengaktifkan satu baris secara bergantian dan membaca kondisi kolom untuk mendeteksi tombol yang ditekan. Program dibagi ke dalam beberapa subrutin sesuai dengan masing-masing baris keypad, sehingga memudahkan proses identifikasi tombol berdasarkan kombinasi baris dan kolom. Selain itu, digunakan flag F0 sebagai penanda bahwa sebuah tombol telah terdeteksi, sehingga sistem dapat menghentikan proses scanning untuk mencegah pembacaan input secara berulang. Setiap tombol yang terdeteksi kemudian dikonversi ke dalam kode heksadesimal yang sesuai dan dikirimkan ke Port 1 sebagai keluaran.

3.   Setelah perancangan perangkat keras dan perangkat lunak selesai, dilakukan implementasi sistem, yaitu dengan memprogram mikrokontroler 8051 menggunakan program yang telah dibuat serta merangkai keypad sesuai dengan desain yang telah direncanakan. Pada tahap ini, sistem dijalankan untuk memastikan bahwa proses scanning baris, pendeteksian kolom, serta pengiriman data ke Port 1 berjalan sesuai dengan logika program.

4.   Tahap terakhir adalah pengujian, di mana seluruh tombol pada keypad 3x4 diuji dengan menekan satu per satu tombol untuk memastikan bahwa setiap input dapat terdeteksi dengan benar. Pengujian dilakukan dengan mengamati keluaran pada Port 1 dan memastikan bahwa nilai yang dihasilkan sesuai dengan tombol yang ditekan. Selain itu, pengujian juga dilakukan untuk memastikan bahwa sistem tidak membaca input ganda dan proses scanning berhenti setelah tombol terdeteksi. Hasil pengujian menunjukkan bahwa sistem dapat bekerja secara stabil dan sesuai dengan perancangan yang telah dibuat.

III.KAJIAN PUSTAKA

1)    Komponen Utama

2)    ATMega8051: Mikrokontoler 8-bit dari keluarga AVR yang digunakan untuk mengontrol sistem. Mendukung pengaturan pin sebagai input dan output serta memiliki instruksi assembly yang sederhana.

3)    Sevent Segmen

Seven segment  yang diaktifkan oleh sinyal logika HIGH. Bertindak sebagai perangkat utama yang dikontrol dalam sistem ini.

 

4)    Keypad

Sebagai perangkat input yang digunakan untuk memasukkan data berupa angka atau simbol ke dalam sistem berbasis mikrokontroler 8051. Keypad 3x4 berfungsi mendeteksi tombol yang ditekan oleh pengguna melalui metode scanning baris dan kolom, kemudian mengirimkan informasi tersebut ke mikrokontroler untuk diproses.

Pada program ini, keypad digunakan untuk membaca input tombol angka 0 sampai 9, di mana setiap tombol yang ditekan akan diidentifikasi berdasarkan kombinasi baris dan kolomnya. Nilai tombol yang terdeteksi selanjutnya dikonversi ke dalam bentuk kode heksadesimal dan dikirimkan ke Port 1 sebagai keluaran, yang dapat digunakan untuk menampilkan angka pada seven segment atau sebagai data input untuk proses selanjutnya.

 

2)  Blog Diagram

  3)  Flowchart

 

 

 

5)    Program

 

 

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Program yang dibuat bertujuan untuk melakukan pembacaan input dari keypad 3x4 menggunakan mikrokontroler 8051 dengan metode scanning baris. Berdasarkan hasil pengujian, program mampu mendeteksi setiap tombol yang ditekan pada keypad dengan baik. Proses scanning dilakukan dengan mengaktifkan satu baris keypad secara bergantian melalui port P0.0 sampai P0.3, kemudian membaca kondisi kolom pada P0.4 sampai P0.6 untuk menentukan tombol yang ditekan. Ketika sebuah tombol ditekan, kolom terkait akan bernilai LOW dan program akan melompat ke subrutin yang sesuai dengan kombinasi baris dan kolom tersebut.

Setiap subrutin tombol akan mengatur flag F0 sebagai penanda bahwa input telah diterima, kemudian memuat data heksadesimal ke dalam register R7 dan mengirimkannya ke Port 1. Data heksadesimal yang dikirimkan ke Port 1 merupakan kode tampilan untuk angka 0 sampai 9, yang umumnya digunakan pada tampilan seven segment. Setelah tombol berhasil dideteksi dan nilainya dikirim ke Port 1, program akan berhenti pada label Done sehingga mencegah terjadinya pembacaan ulang akibat tombol ditekan dalam waktu lama. Tombol bintang (*) dan pagar (#) diberikan nilai dummy 0FFh karena tidak digunakan sebagai input angka, namun tetap disertakan agar struktur keypad lengkap dan proses scanning berjalan normal.

ecara keseluruhan, alur program berjalan secara sistematis dimulai dari proses scanning baris, pendeteksian kolom, penentuan nilai tombol, hingga penghentian program setelah input diterima. Hal ini menunjukkan bahwa metode scanning yang digunakan sudah tepat dan mampu bekerja sesuai dengan konfigurasi keypad 3x4.

 

V. KESIMPULAN

Program keypad 3x4 berbasis mikrokontroler 8051 ini berhasil dijalankan dengan baik dan mampu mendeteksi setiap tombol yang ditekan sesuai dengan posisi baris dan kolomnya. Nilai tombol yang ditekan dapat ditampilkan melalui Port 1 dalam bentuk kode heksadesimal, serta penggunaan flag F0 efektif untuk mencegah pembacaan input secara berulang. Dengan demikian, program ini sudah memenuhi tujuan sebagai sistem input keypad dan dapat digunakan sebagai dasar pengembangan aplikasi mikrokontroler selanjutnya.

VII. LAMPIRAN

·       PPT

https://www.canva.com/design/DAG6RZBbVMQ/oFo8O-L1A8n0-0DR96Hkbg/edit?ui=eyJBIjp7fX0

·       PRESENTASI & UJI COBA

https://youtu.be/bhYs8wdku5s?si=kkVz0JbzgLLCmLLR

https://youtu.be/oUD_OBz_QB0?si=z4usysBxfqakr3mR