실험(4) 프로젝트 Digital Clock : AVR을 응용하여 AVR과 관련이 있는 마이크로프로세서 89S51 칩을 사용하여 Digital Clock을 제작,Digital Clock의 하드웨어적 구성과 소프트웨어적 구성을 분석하여 동작원리

소개글

실험(4) 프로젝트 Digital Clock : AVR을 응용하여 AVR과 관련이 있는 마이크로프로세서 89S51 칩을 사용하여 Digital Clock을 제작,Digital Clock의 하드웨어적 구성과 소프트웨어적 구성을 분석하여 동작원리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1 개요
1.1 목적

2 시스템 구성
2.1 회로분석
2.2 하드웨어 구성
2.2.1. 89S51
2.2.2. FND / 74LS47
2.2.3. Crystal Oscillator
2.2.4. Buzer ALP1205S / 트랜지스터 2SA1266
2.2.5. 트랜지스터 2SC3198
2.3 소프트웨어 구성
2.2.1 Pulse UP/DOWN Counter의 Interrupt 함수
2.2.2 Clock / Stop Watch의 Interrupt 함수
2.2.3 Quadrature Counter의 Interrupt 함수
2.2.4 FND 함수
2.2.5 Delay 함수
2.2.6 Quadrature Counter 함수
2.2.7 Pulse UP/DOWN Counter 함수
2.2.8 Stop Watch 함수
2.2.9 Digtal Clock 함수
2.2.10 Main 함수

3 결론
3.1 작동 방법
3.1 작동 모습
3.2 고찰

4 참고문헌

본문내용

ode();// 시계모드
}
if (c == 2) {// P3.1 = 1, P3.0 = 0
timer_mode();// 타이머모드
}
if (c == 1) {// P3.1 = 0, P3.0 = 1
pulse_counter();// 펄스 UP/DOWN 카운터 모드
}
if (c == 0) {// P3.1 = 0, P3.0 = 0
quadrature_counter();// Quadrature 카운터 모드
}
}
P3.1과 P3.0 두 개의 입력에 의해서 크게 4개의 모드로 동작한다. 즉 점퍼를 이용하여 모드를 선택할 수 있다. 점퍼가 연결되면 P3.1이나 P3.0이 GND와 연결되므로 0으로 인식된다.
3. 결론
3.1. 작동 방법
Digtal Clock 4가지의 모드가 있다. P3.1과 P3.0과 연결된 점퍼 핀 상태에 따라서 모드가 결정된다. 점퍼는 GND와 연결되어 있으므로 점퍼 캡을 끼우면 P3.0과 P3.1은 0으로 인식된다.
1: P3.1 = 1, P3.0 = 1 - clock_mode2: P3.1 = 1, P3.0 = 0 - timer_mode3: P3.1 = 0, P3.0 = 1 - pulse_counter_mode4: P3.1 = 0, P3.0 = 0 - quadrature_counter_mode
3.1.1. clock_mode
P3.4는 시 단위 설정, P3.5는 분 단위를 설정한다. 알람은 다음과 같이 설정한다. P3.2를 눌러 알람 설정 모드로 진입한다. P3.4와 P3.5를 이용하여 알람 시간을 설정한다. 그 뒤 P3.3을 누르면 알람 시간이 저장되고 알람이 ON된다. 알람을 끄려면 다시 P3.2를 눌러 알람 설정 모드로 진입하고 시간을 저장하지 않고 P3.2를 눌러 나가면 된다.
3.1.2. timer_mode
P3.4는 stop watch 시작, P3.5는 stop watch를 정지시킨다.
3.1.3. pulse_counter_mode
P3.2의 입력에 의해 숫자의 절대값이 커진다. P3.4는 방향을 정해주며 1이면 양의 방향으로 증가, 0이면 음의 방향으로 증가한다. P3.5는 카운터를 리셋한다.
3.1.4. quadrature_counter_mode
S0
S1
P3.4=0
---(+)---▶
P3.4=1
P3.5=0
◀---(-)---
P3.5=0
｜
｜
｜
(-)
｜
▼
▲
｜
｜
(+)
｜
｜
｜
｜
｜
(+)
｜
▼
▲
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｜
(-)
｜
｜
S3
S2
P3.4=0
---(-)---▶
P3.4=1
P3.5=1
◀---(+)---
P3.5=1
P3.4와 P3.5의 입력을 원하는 방향으로 움직이면 양 혹은 음의 방향으로 숫자가 카운트된다.
3.2. 작동 모습
3.3. 고찰
실험(3)까지는 아날로그 소자를 이용하여 회로를 구성해왔었다. 전체적인 회로의 동작은 8051을 제외하고는 이전 실험에서 해왔던 내용이라 쉽게 이해할 수 있었다. 다만 프로그램이 들어가는 8051 소자를 처음 이용해보았기 때문에 약간 낯선 점이 있었다.
처음 납땜을 완료했을 때 몇 가지 오류현상이 있었다. 첫 째로 FND의 숫자가 제대로 나오지 않았다. 디버깅하여 접선이 되었던 것을 고쳤다. 두 번째로는 건전지 연결선이 아주 불안정하였다. 연결이 아주 타이트하게 되어있을 때와 연결선과 건전지가 헐렁하게 연결되어 있을 때 동작이 달랐다. 둘 다 똑같이 통전된 상태인데도 동작이 달랐다. 그래서 건전지 연결선을 건전지 어댑터로 바꾸었다. 셋째로는 건전지의 전류가 조금 떨어지면 FND의 숫자가 이상하게 나오는 것을 볼 수 있었다. 그래서 전지부에 연결된 다이오드를 제거하여 전압이 조금 떨어지는 것을 막았다. 다이오드를 제거해도 어느 정도 수명이 다된 건전지에서는 FND 오류가 날 수 밖에 없다.
main 함수의 코드대로 점퍼의 연결에 따라서 Digital clock, Quadrature counter, Pulse up/down counter, Stop watch의 기능이 나타남을 볼 수 있다. main의 if문에 의해서 모드가 선택된다. Digital clock에서는 알람기능이 있다. 시간을 저장하고 알람을 설정하면 yellow LED가 켜진다. 또한 알람시간에 다다르면 1분간 Buzer가 울린다. 다른 동작 또한 코드대로 실행된다.
동작을 살펴보던 중 의아한 현상이 있었다. Digital clock 모드에서 시간과 분을 조정할 수 있다. 시간을 올릴 때는 초 단위가 리셋되지 않지만 분 단위를 올릴 때는 초 단위가 00으로 리셋이 된다. 처음엔 회로 결선 오류인줄 알고 1시간정도 회로 디버깅하면서 오류를 찾았지만 찾을 수 없었다. 그러다가 코드 분석을 하다가 분 단위를 올릴 때 초 단위가 초기화되는 코드를 확인하였다.
이번 실험을 통해 임베디드에 대해 아주 조금 공부했다고 생각한다. 생각보다 흥미를 느껴서 좀 더 공부하여 실력을 향상시키고 싶다.
4. 참고문헌
윤성우, 『열혈 C프로그래밍』, Orange Media, 2011.
윤왕철, 『AVR ATmega128』, 복두출판사, 2011.
차영배, 『C언어로 배우는 8051 기초&응용』, 다다미디어, 2008.
한백전자 기술연구소, 『HBE-MCU-Multi로 배우는 마이크로 컨트롤러』, 한백전자, 2010.
네이버 백과사전, 상승저항, http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=2959&docId=834186&mobile&categoryId=2959
네이버 백과사전, 수정발전기, http://terms.naver.com/entry.nhn?cid=200000000&docId=1115770&mobile&categoryId=200000516
네이버 카페, Quadrature counter, http://cafe.naver.com/labviewkorea/966
아벨기전, Buzer specifiacations, http://www.partsnala.co.kr/shop/shopdetail.html?branduid=158882&mcode=001&scode=&search=&sort=order&type=X&xcode=043
Alldatasheet, http://www.alldatasheet.com

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