AVR 마이크로컨트롤러 UART 시리얼 통신 실습

문서 내 토픽

1. UART 시리얼 통신

AVR 마이크로컨트롤러에서 UART를 이용한 시리얼 통신 구현. 통신 속도 57600 BAUDRATE 설정, UBRR0 레지스터를 통한 전송속도 설정, UCSR0B와 UCSR0C 레지스터를 이용한 프레임 초기화(비동기, 패리티 비트 없음, 1 스톱 비트, 8 데이터 비트). PutChar와 GetChar 서브루틴으로 송수신 구현, UDRE0와 RXC0 플래그 모니터링으로 송수신 가능 여부 확인.
2. 어셈블리 언어 프로그래밍

AVR ATmega128 마이크로컨트롤러용 어셈블리 코드 작성. 레지스터 정의 및 매크로 활용(SETSP, SETXY, SETZ, DELAYMS 등), 스택 포인터 설정, 인터럽트 벡터 테이블 구성, 서브루틴 호출 및 반환(rcall, ret), 조건부 분기(breq, brne, brsh) 등 기본 명령어 활용.
3. 타이머/카운터 및 인터럽트

Timer0를 이용한 인터럽트 처리. 클록 소스 16MHz/256=62.5kHz, 오버플로우 인터럽트 빈도 244.14Hz 설정. Timer0_OVF 인터럽트 핸들러에서 1초 타이밍 생성, External Interrupt 4번 활용으로 스위치 입력 처리. TIMSK, EICRB, EIMSK 레지스터 설정으로 인터럽트 마스킹 제어.
4. 7세그먼트 디스플레이 제어

4개의 7세그먼트 LED를 PortC와 PortG를 통해 제어. SegData 배열에 0-9 숫자에 대한 7세그먼트 표현값 저장(0x3f, 0x06, 0x5b 등). FND_En 레지스터로 각 자리 활성화 제어, DELAYMS 매크로로 디스플레이 갱신 속도 조절, digit4 배열에 시간 데이터 저장.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. UART 시리얼 통신

UART 시리얼 통신은 마이크로컨트롤러와 외부 장치 간의 기본적이면서도 매우 중요한 통신 방식입니다. 간단한 구조로 구현이 용이하고, 디버깅 및 데이터 전송에 널리 사용됩니다. 비동기 방식으로 작동하여 타이밍 제약이 적으며, 직렬 포트를 통해 PC와의 통신도 가능합니다. 다만 속도가 제한적이고 장거리 전송에는 부적합하다는 단점이 있습니다. 임베디드 시스템 개발에서 필수적인 기술이며, 프로토콜 이해와 정확한 보드레이트 설정이 성공적인 통신의 핵심입니다.
2. 어셈블리 언어 프로그래밍

어셈블리 언어는 하드웨어에 가장 가까운 저수준 프로그래밍 언어로, 프로세서의 동작을 세밀하게 제어할 수 있습니다. 성능 최적화와 메모리 효율성 측면에서 우수하며, 임베디드 시스템 개발에 필수적입니다. 그러나 학습 곡선이 가파르고 코드 작성이 복잡하며 유지보수가 어렵다는 단점이 있습니다. 현대에는 C 언어가 주로 사용되지만, 특정 성능 요구사항이나 하드웨어 제어가 필요한 경우 여전히 중요합니다. 기본 개념 이해는 컴퓨터 구조 학습에 매우 유익합니다.
3. 타이머/카운터 및 인터럽트

타이머/카운터와 인터럽트는 실시간 시스템 구현의 핵심 요소입니다. 정확한 시간 측정, 주기적 작업 실행, 외부 이벤트 감지 등을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 인터럽트 기반 프로그래밍은 CPU 자원을 효율적으로 활용하며 응답성을 높입니다. 다만 인터럽트 처리 로직이 복잡할 수 있고, 우선순위 관리와 타이밍 이슈에 주의해야 합니다. 임베디드 시스템에서 센서 입력, PWM 제어, 실시간 처리 등 다양한 응용에 필수적이며, 정확한 이해와 구현이 시스템 안정성을 결정합니다.
4. 7세그먼트 디스플레이 제어

7세그먼트 디스플레이는 숫자와 일부 문자를 표시하는 간단하면서도 효과적인 출력 장치입니다. 구조가 단순하고 비용이 저렴하며, 제어 방식도 직관적입니다. GPIO 핀을 통한 직접 제어 또는 드라이버 IC를 활용한 제어가 가능합니다. 다중 자리 표시를 위해서는 멀티플렉싱 기법이 필요하며, 이는 타이머 인터럽트와 함께 사용됩니다. 초보자 친화적인 프로젝트로 적합하며, 디지털 시계, 온도계, 카운터 등 다양한 응용이 가능합니다. 임베디드 시스템 학습의 좋은 시작점입니다.

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