제3장 디바이스 프로그래밍

강의 내용

• 3.1 입출력장치 개요 특성, 분류, 구조
• 3.2 입출력 모듈 입출력장치 일반 구조 – 설정, 데이터, 상태
• 3.3 펌웨어 구조 시스템 초기화, main(), setup(), loop() 무한루프
• 3.4 입출력 프로그래밍 프로그램에 의한 입출력, 인터럽트에 의한 입출력
• 3.5 펌웨어 개발 단계 문제정의 ~ 알고리즘 설계
• 3.6 통합 개발 환경

3.1 입출력장치 개요

입출력장치 = 디바이스(device)

• 데이터를 공급하고 처리 결과를 표시한다.
• 종류가 많고 동작 방법이 다양하다.

• 중앙처리장치가 보기에 기억장치와 비슷하다. – 장치를 주소로 구분한다.

• 입출력장치 분류
  • GPIO(General Purpose Input/Output)에 연결되는 장치
    • 비트 단위로 입력 또는 출력 설정
    • 한 비트로 구동되는 입출력장치
      • 입력장치: 스위치, 근접 센서
      • 출력장치: LED(Light Emitted Diode), 릴레이(Relay), 부저
    • 여러 비트를 사용하는 입출력장치
      • 서보 모터: 펄스 폭에 따라 회전
      • 스텝 모터: 펄스 수에 따라 회전
      • 병렬 인터페이스: 키패드, FND(Flexible Numeric display)
  • 병렬(8, 16, 24, 32비트) 데이터 입출력 장치
    • 타이머/카운터
    • A/D 변환기(Analog-to-Digital Converter): 볼륨, 온도 센서, 습도 센서, 마이크
    • D/A 변환기(Digital-to-Analog Converter): 스피커
  • 통신 장치
    • 직렬 통신: UART, I2C, SPI, CAN
    • 무선통신 장치: Zigbee, Bluetooth
    • 네트워크 통신: Ethernet, Wifi
• ATmega328P 입출력 모듈
  • GPIO: 한 비트 구동 입출력 포트
  • Timer/Counter: 8 비트 2 개, 16 비트 1 개
  • SPI (Serial Peripheral Bus): 직렬 통신장치
  • USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter); 직렬 통신장치
  • TWI (2-Wire Serial Interface): 직렬 통신장치
  • AC (Analog Comparator): 병렬 입출력 장치
  • ADC (Analog-to-Digital Converter): 병렬 입출력 장치