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1. 서 론
1.1. 마이크로프로세서 응용회로 설계실습 소개
마이크로프로세서는 컴퓨터의 핵심 구성 요소로서, 다양한 산업 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 마이크로프로세서 응용회로 설계실습은 마이크로프로세서의 작동 원리와 응용 기술을 익히는 데 도움을 주는 실습 과정이다. 이를 통해 학생들은 마이크로프로세서의 기본적인 구조와 동작 방식을 이해하고, 실제 회로 구현 능력을 기를 수 있다. 특히 LED 제어, CLCD 제어, Ximulator 실습 등 다양한 실습 프로젝트를 수행함으로써 마이크로프로세서의 응용 기술을 심도 있게 학습할 수 있다. 이는 마이크로프로세서 설계와 관련된 핵심 역량을 습득하는 데 기여할 것이다. 따라서 마이크로프로세서 응용회로 설계실습은 마이크로프로세서 관련 전공 학생들에게 필수적인 실습 과정이라고 할 수 있다.
1.2. 실습 목적 및 주요 내용
마이크로프로세서 응용회로 설계실습은 X-Hyper320TKU 보드를 활용하여 실제 마이크로프로세서의 동작을 이해하고 응용회로를 설계하는 실습이다. 이를 통해 학생들은 마이크로프로세서의 구조와 원리, 입출력 제어, 주변 장치와의 인터페이스 등을 실습하며 실무적인 능력을 기를 수 있다.
주요 실습 내용으로는 LED 함수 구현, CLCD 제어, Ximulator 실습, 회로 구성 및 소자 분석 등이 포함된다. LED 함수 구현에서는 LED의 동작 방식 및 원리를 이해하고 자신만의 LED 동작을 구현한다. CLCD 제어에서는 문자열 입력 및 화면 표시, Function Set 기능 등을 학습한다. Ximulator 실습에서는 숫자 입력에 따른 Left/Right Shift 동작과 학번 및 이니셜 출력을 구현한다. 또한 회로 구성 및 소자 분석에서는 D Flip-Flop의 역할과 Keypad 입력 및 읽기 코드를 다룬다.
이러한 실습을 통해 학생들은 마이크로프로세서 응용회로 설계에 필요한 기본 개념과 실무 기술을 습득할 수 있다. 아울러 실습 진행 과정에서 배운 점과 한계점을 도출하여 개선 방향을 모색하게 된다.
2. 마이크로프로세서 설계실습
2.1. LED 함수 구현 방식 및 원리
LED의 주소는 init_led를 통해 받아 변수가 가리키는 포인터에 레지스터 값을 입력하여 제어한다. 레지스터 값이 변화함에 따라 LED가 입력한 방식대로 변화하게 된다. LED의 레지스터에 0을 입력하면 불이 켜지고 1을 입력하면 불이 꺼진다. 이를 이용하여 4비트 long 변수를 통해 0xff(16진수 1111_1111)로 표현되는 값을 left shift와 right shift 연산으로 구현한다.
for문을 통해 i가 1부터 16까지 증가하면서 1111_1111을 left shift하여 LED가 순서대로 켜지게 하고, 다시 right shift하여 1111_1111로 돌아가면서 LED가 역순으로 꺼지게 한다. 이때 MSB부터 LED가 순서대로 켜졌다가 꺼지게 된다.
한편 led_up_shift 함수에서는 0xff00(16진수)으로 표현되는 값을 이용하여 8비트만 제어하므로, i가 1일 때는 MSB 1개만 켜지게 된다. 반복적으로 16번 수행하면 MSB부터 차례대로 3개의 LED가 켜졌다가 꺼지게 된다.
이처럼 shift 연산을 통해 LED의 각 비트를 제어함으로써 LED의 점등 및 소등을 구현할 수 있다.
2.2. 자신만의 LED 동작 구현
2.2.1. 홀수 LED 점등
홀수 번째 LED를 점등하는 방식은 다음과 같다. 먼저 led 함수에서 LED의 주소를 init_led를 통해 받은 후, 변수가 가리키는 포인터에 register 값을 입력하여 LED를 제어한다. 레지스터의 값이 변화함에 따라 ...
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