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1. 개요
마이크로프로세서는 다양한 산업 분야에 적용되어 전자 기기를 제어하는 핵심 부품이다. 마이크로프로세서 응용 회로 및 실습을 통해 마이크로프로세서의 동작 원리와 다양한 관련 기술들을 이해할 수 있다.
Floating 현상은 마이크로프로세서 회로에서 발생할 수 있는 문제로, 주로 전원 공급, 입출력 신호 불안정, 접촉 불량, 노이즈 등의 원인으로 발생한다. 이를 방지하기 위해 Pull-Up 및 Pull-Down 회로를 사용하여 입력 신호를 안정화할 수 있다.
Chattering 현상은 스위치나 버튼을 입력으로 사용할 때 발생할 수 있는 문제로, 물리적 접촉 특성, 기계적 진동, 전기적 노이즈 등의 원인으로 발생한다. 이는 디바운싱, 필터링, 전문적인 스위치 사용 등의 방법으로 해결할 수 있다.
마이크로프로세서에서는 Polling 방식과 Interrupt 방식의 두 가지 입출력 처리 방식이 사용된다. Polling 방식은 주기적인 입력 상태 확인을 통해 작동하며, Interrupt 방식은 외부 이벤트 발생 시 즉시 처리된다. 두 방식은 반응성, 자원 소비, 구현 복잡성 등의 차이가 있다.
ATmega128 마이크로컨트롤러는 다양한 외부 인터럽트 기능을 제공하며, 인터럽트의 우선순위는 없지만 인터럽트 마스킹을 통해 원하는 인터럽트만 처리할 수 있다. 관련 레지스터인 SREG, EICRA, EICRB, EIMSK, EIFR 등을 통해 인터럽트를 제어할 수 있다.
CLCD(Character Liquid Crystal Display)는 간단한 문자열을 출력할 수 있는 LCD로, 핀 구성, 내부 레지스터, 제어 명령어, 제어 함수 등을 이해하면 CLCD를 활용한 다양한 응용 프로그램을 개발할 수 있다.
2. Floating 현상과 Pull-Up, Pull-Down
2.1. Floating 현상의 개념 및 원인
Floating 현상이란 주로 데이터 라인이나 제어 라인에서 불안정한 전압이나 전류가 발생하여 예상치 못한 동작을 유발하는 현상이다. 이는 주로 4가지의 원인으로 인해 나타난다.
첫째, 전원 문제로 인해 발생할 수 있다. 둘째, 입출력 라인 상태가 불안정한 경우에 Floating 현상이 나타날 수 있다. 셋째, 접촉 불량이 Floating 현상의 원인이 될 수 있다. 넷째, 노이즈와 간섭이 Floating 현상을 유발할 수 있다. 이와 같은 원인들로 인해 Floating 현상이 발생하며, 이는 데이터나 제어 신호의 불안정한 동작을 초래할 수 있다.
2.2. Pull-Up 및 Pull-Down의 동작 원리와 용도
Pull-Up 및 Pull-Down의 동작 원리와 용도이다.
Pull-Up은 디지털 논리 회로에서, 입력 핀을 논리적으로 '1' 상태로 유지하기 위해 사용되는 전기적인 장치 또는 저항이다. Pull-Up 저항은 주로 입력 핀을 Vcc 레벨로 연결하여, 입력 핀이 외부에서 아무런 신호를 받지 않을 때에도 '1' 상태로 유지되며, 외부에서 '0'으로 당기는 경우 입력 핀은 '0' 상태로 변경된다. 주로 입력 핀을 논리 '1'로 안정적으로 유지하기 위해 사용한다.
Pull-Down은 디지털 논리 회로에서, 입력 핀을 논리적으로 '0' 상태로 유지하기 위해 사용되는 전기적인 장치 또는 저항이다. Pull-Down 저항은 주로 입력 핀을 GND 레벨로 연결하여, 입력 핀이 외부에서 아무런 신호를 받지 않을 때에도 '0' 상태로 유지되며, 외부에서 '1'으로 밀어내는 경우 입력 핀은 '1' 상태로 변경된다. 주로 입력 핀을 논리 '0'로 안정적으로 유지하기 위해 사용한다.
Pull-Up과 Pull-Down은 주로 버튼이나 스위치와 같은 외부 장치를 연결할 때 사용된다. Pull-Up 저항을 사용하면 버튼이나 스위치가 눌리지 않았을 때 입력 핀을 논리 '1'로 유지할 수 있고, Pull-Down 저항을 사용하면 버튼이나 스위치가 눌리지 않았을 때 입력 핀을 논리 '0'로 유지할 수 있다. 이를 통해 외부 장치의 상태를 안정적으로 감지할 수 있다.
Pull-Up과 Pull-Down의 동작 원리와 용도를 이해함으로써, 디지털 논리 회로에서 입력 핀의 상태를 안정적으로 유지하고 외부 장치와의 연동을 원활하게 할 수 있다. [1]
3. Chattering 현상
3.1. Chattering 현상의 개념 및 원인
Chattering 현상의 개념 및 원인이다. Chattering 현상이란 입력 신호가 안정적으로 고정되지 않고 빠르게 변하는 현상으로, 단일 버튼을 누르거나 떼는 과정에서 입력 신호가 여러 번 입력되는 현상으로 나타난다. 그 원인은 크게 세 가지이다.
첫째, 버튼의 물리적 특성으로 인해 나타난다. 버튼을 눌렀을 때 회로가 닫히고 다시 열리는 동안, 그 마찰점 사이에서 반복적인 접촉과 끊김이 발생할 수 있다. 둘째, 버튼을 누르거나 떼는 과정에서 발생하는 기계적 진동으로 인해 버튼의 연락점 사이에서 랜덤한 짧은 시간 동안 연결과 끊김이 반복적으로 발생할 수 있다. 셋째, 전기적인 노이즈나 스위치 바운싱으로 인해 채터링 현상이 유발될 수 있다.
이처럼 Chattering 현상은 버튼이나 스위치를 사용할 때 주로 발생하며, 그 원인은 주로 물리적, 기계적, 전기적 요인에 기인한다. 이러한 Chattering 현상은 마이크로프로세서가 부정확한 입력 신호를 받게 되어 예상치 못한 동작을 유발할 수 있으므로, 이를 효과적으로 해결하는 것이 중요하다.
3.2. Chattering 해결 방법
Chatteri...
