소개글
"교류및전자회로실험 실험1"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 내용
2. 이론 조사
2.1. 마이크로컨트롤러 유닛
2.2. AVR 아트멜
2.3. 아두이노
3. 아두이노 기본 활용
3.1. 아두이노 IDE
3.2. 핵심 기능
4. 실험 기기
4.1. 아두이노 우노
4.2. 브레드보드
4.3. 전자 부품
5. 실험 과정
5.1. 예제 코드 실행
5.2. 디지털 입력(READ)
5.3. 디지털 출력(WRITE)
6. 결과 분석
6.1. 예제 코드 실행
6.2. 디지털 입력(READ)
6.3. 디지털 출력(WRITE)
7. 실험 고찰
8. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
실험 목적은 2-1 학기 '전기및디지털회로실험'에 이어서 진행하는 것으로, 효과적인 실험 진행을 위해 아두이노 활용에 핵심적인 내용을 먼저 복습하는 것이다.
1.2. 실험 내용
실험 내용은 다음과 같다.
예제 코드 실행 실험에서는 아두이노 보드와 주변 회로를 연결한 후 예제 코드를 불러와 컴파일하고 업로드한다. 그 과정에서 보드의 TX/RX LED가 깜빡이고 "컴파일 완료"와 "업로드 완료" 메시지가 출력되는지 확인한다.
디지털 입력(READ) 실험에서는 스위치가 눌려졌을 때 그 상태를 시리얼 모니터에 연속으로 출력하는 프로그램을 작성하고 실행한다.
디지털 출력(WRITE) 실험에서는 스위치가 눌려졌을 때 보드에 장착된 LED가 켜지도록 프로그램을 작성하고 실행한다.
이를 통해 아두이노의 핵심 기능인 데이터 입력과 출력에 대해 실습하고 이해하는 것이 이번 실험의 주요 내용이다.
2. 이론 조사
2.1. 마이크로컨트롤러 유닛
마이크로컨트롤러 유닛은 마이크로프로세서와 입출력 모듈을 하나의 칩으로 만들어 정해진 기능을 수행하는 컴퓨터이다. CPU 코어, 메모리 그리고 프로그램 가능한 입/출력을 가지고 있다. 플래시 메모리, EPROM 그리고 OTP ROM등의 메모리를 가지고 있어 정해진 기능을 수행하도록 프로그래밍 코딩하고 이 기계어 코드를 써넣는다. 기계어 코드가 실행되기 위한 변수나 데이터 저장을 위해 적은 용량의 SRAM을 가지고 있다. 기타 칩에 따라 EEPROM을 내장하기도 한다. MCU는 임베디드 애플리케이션을 위해 디자인되었으며 임베디드 시스템에 널리 사용된다. 개인용 컴퓨터가 다양한 요구에 따라 동작하는 일반적인 일에 사용된다면, MCU는 기능을 설정하고 정해진 일을 수행하도록 프로그래밍 되어 장치 등에 장착되어 동작한다. 따라서 일반적으로 성능이 PC에 비해 낮고 형상도 다르다.
2.2. AVR 아트멜
AVR 아트멜은 1996년 아트멜 사에서 개발된 하버드 구조로 수정한 8비트 RISC 단일칩 마이크로컨트롤러이다. 출시 당시 AVR은 프로그램을 저장하기 위해 이용한 메모리 방식을 다른 마이크로컨트롤러처럼 ROM, EPROM 또는 EEPROM을 사용하지 않고, 단일칩 플래시메모리를 사용한 최초의 마이크로컨트롤러 중 하나이다. AVR은 중앙처리장치와 소용량 플래시메모리가 하나의 IC에 집적되어 있다. AVR 하버드구조(Harvard architecture)의 변형 형태로 프로그램과 데이터 메모리가 분리된 형태이다. 특수 명령어로 프로그램 데이터를 데이터 영역으로 읽을 수 있다.
2.3. 아두이노
아두이노(이탈리아어: Arduino 아르두이노)는 오픈 소스를 기반으로 한 단일 보드 마이크로컨트롤러로 완성된 보드(상품)와 관련 개발 도구 및 환경을 말한다. 2005년 이탈리아의 IDII(Interaction Design Institutelvera)에서 하드웨어에 익숙지 않은 학생들이 자신들의 디자인 작품을 손쉽게 제어할 수 있게 하려고 고안된 아두이노는 처음에 AVR을 기반으로 만들어졌으며, 아트멜 AVR 계열의 보드가 현재 가장 많이 판매되고 있다. ARM 계열의 Cortex-M0(Arduino M0 Pro)와 Cortex-M3(Arduino Due)를 이용한 제품도 존재한다.
아두이노는 다수의 스위치나 센서로부터 값을 받아들여, LED나 모터와 같은 외부 전자 장치들을 통제함으로써 환경과 상호작용이 가능한 물건을 만들어 낼 수 있다. 임베디드 시스템 중의 하나로 쉽게 개발할 수 있는 환경을 이용하여, 장치를 제어할 수 있다. 아두이노 통합 개발 환경(IDE)을 제공하며, 소프트웨어 개발과 실행코드 업로드도 제공한다. 또한 어도비 플래시, 프로세싱, Max/MSP와 같은 소프트웨어와 연동할 수 있다. 오픈소스이기 때문에 아두이노를 기반으로 여러 가지 프로젝트를 수행할 수 있다.
아두이노의 가장 큰 장점은 마이크로컨트롤러를 쉽게 동작시킬 수 있다는 것이다. 일반적으로 AVR 프로그래밍이 AVRStudio(Atmel Studio[6]로 변경, ARM 도구 추가됨)와 WinAVR(avr-gcc)의 결합으로 컴파일하거나 IAR E.W.나 코드비전(CodeVision)등으로 개발하여, 별도의 ISP 장치를 통해 업로드를 해야하는 번거로운 과정을 거쳐야 한다. 이에 비해 아두이노는 컴파일된 펌웨어를 USB를 통해 쉽게 업로드 할 수 있다. 또한, 아두이노는 다른 모듈에 비해 비교적 저렴하고, 윈도우를 비롯해 맥 OS X, 리눅스와 같은 여러 OS를 모두 지원한다. 아두이노 보드의 회로도가 CCL에 따라 공개되어 있으므로, 누구나 직접 보드를 만들고 수정할 수 있다.
3. 아두이노 기본 활용
3.1. 아두이노...
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참고 자료
광운대학교 전기공학과, 교류및전자회로실험, 1p-7p.
마이크로 컨트롤러 유닛, 위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EB%A7%88%EC%9D%B4%ED%81%AC%EB%A1%9C%EC%BB%A8%ED%8A%B8%EB%A1%A4%EB%9F%AC
AVR, 위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%ED%8A%B8%EB%A9%9C_AVR
아두이노, 위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8
아두이노 IDE, 위키백과, https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8_IDE
네이버 블로그, 미디어엘레파츠, LED 데이터시트 참고하여 전압&전류 확인 및 저항 계산하기, https://m.blog.naver.com/elepartsblog/221873719569
