마이크로프로세서응용 Lab 7 - Timer/Counter 활용 실험

문서 내 토픽

1. Timer/Counter 기반 시간 측정

마이크로프로세서의 내부 Timer/Counter 기능을 활용하여 정확한 시간을 측정하는 방법을 다룬다. 16MHz의 고속 클락을 prescaler를 통해 감속하고, timer flag의 발생 횟수를 계산하여 원하는 시간 간격(50ms)을 구현한다. 이를 통해 하드웨어 기반의 정밀한 타이밍 제어가 가능함을 보여준다.
2. Prescaler 설정 및 클락 속도 제어

마이크로프로세서의 클락 속도를 조절하기 위해 prescaler를 설정하는 방법을 설명한다. 64 prescaler를 적용하여 16MHz의 클락을 감속시키고, 이를 통해 timer counter가 overflow될 때까지의 시간을 계산한다. 이러한 클락 속도 제어는 원하는 반복 횟수를 구하는 데 필수적이다.
3. AVR 마이크로컨트롤러 프로그래밍

AVR 마이크로컨트롤러를 C언어로 프로그래밍하는 방법을 다룬다. DDRD 레지스터로 포트 방향을 설정하고, TCNT0와 TIFR 레지스터를 조작하여 timer를 제어한다. 포트 토글(XOR 연산)을 통해 LED를 깜빡이게 하는 실제 응용 예제를 제시한다.
4. LED 제어 및 디지털 출력

마이크로프로세서의 디지털 출력 포트를 이용하여 LED를 제어하는 방법을 보여준다. PORTD의 4번 핀(PD4)에 연결된 LED를 XOR 연산을 통해 토글하여 50ms 간격으로 깜빡이게 한다. 이는 마이크로프로세서의 기본적인 입출력 제어 기술을 실습하는 예제이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. Timer/Counter 기반 시간 측정

Timer/Counter는 마이크로컨트롤러에서 정확한 시간 측정을 위한 필수적인 기능입니다. 하드웨어 기반의 타이머를 사용하면 소프트웨어 기반 지연보다 훨씬 정확하고 신뢰할 수 있는 시간 측정이 가능합니다. 특히 실시간 시스템이나 정밀한 타이밍이 필요한 응용에서 매우 중요합니다. 다양한 모드(Normal, CTC, PWM 등)를 지원하므로 응용에 맞게 유연하게 구성할 수 있다는 점이 장점입니다. 인터럽트와 함께 사용하면 백그라운드에서 자동으로 시간을 측정할 수 있어 CPU 자원을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
2. Prescaler 설정 및 클락 속도 제어

Prescaler는 타이머의 클록 주파수를 분주하여 측정 범위와 해상도를 조절하는 중요한 요소입니다. 적절한 Prescaler 값 선택은 원하는 시간 범위와 정확도를 달성하기 위해 필수적입니다. 낮은 Prescaler 값은 높은 해상도를 제공하지만 측정 범위가 제한되고, 높은 값은 긴 시간을 측정할 수 있지만 해상도가 낮아집니다. 따라서 응용의 요구사항에 맞게 신중하게 선택해야 합니다. 클락 속도 제어를 통해 전력 소비를 최적화할 수도 있어 배터리 구동 장치에서 유용합니다.
3. AVR 마이크로컨트롤러 프로그래밍

AVR 마이크로컨트롤러는 우수한 성능, 낮은 전력 소비, 풍부한 주변장치를 갖춘 훌륭한 플랫폼입니다. C 언어를 사용한 프로그래밍이 직관적이고 효율적이며, 다양한 개발 도구와 라이브러리가 제공되어 학습과 개발이 용이합니다. 레지스터 직접 제어를 통해 하드웨어 수준의 세밀한 제어가 가능하여 임베디드 시스템 학습에 매우 적합합니다. 활발한 커뮤니티와 풍부한 예제 코드가 있어 문제 해결이 수월합니다.
4. LED 제어 및 디지털 출력

LED 제어는 마이크로컨트롤러의 기본적이면서도 실용적인 응용입니다. 디지털 출력을 통해 LED의 ON/OFF를 간단하게 제어할 수 있으며, PWM을 활용하면 밝기 조절도 가능합니다. 이는 사용자 인터페이스, 상태 표시, 디버깅 등 다양한 목적으로 활용됩니다. 간단한 구현으로도 시각적 피드백을 얻을 수 있어 프로그래밍 학습의 동기 부여에 효과적입니다. 또한 릴레이나 트랜지스터를 통해 더 큰 전력의 부하를 제어할 수 있어 확장성도 우수합니다.