AVR 응용 라인트레이서 AVR 소개 및 라인트레이서조립 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 부산대학교 기계공학부 생산자동화 실험실 박사과정 조광호.

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1 AVR 응용 라인트레이서 AVR 소개 및 라인트레이서조립 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 부산대학교 기계공학부 생산자동화 실험실 박사과정 조광호

2 라인트레이서 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

3 - 마이컴 이란 ? 프로그램 메모리, 데이터 메모리, 입출력 포트 등으로 구성된 작은 규모의 컴퓨터 1) 소형화와 경량화 : 다양한 기능을 단일 칩에 집적해 구현 2) 쉽고 편리한 개발 : 입출력, 인터럽터 처리, 비트 조작 명령어가 많아 프로그램 작성이 수월 3) 저가격 : 개발비, 부품비와 제작비를 감소 4) 융통성 : 프로그램 변경만으로 기능을 변경하거나 확장이 가능 5) 신뢰성 : 기능이 단일 칩에 집적되어 있어 제품의 부품수를 줄일 수 있 어 제품의 구성을 간단하게 하고, 고장 시 유지 보수가 쉽다. 마이컴 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

4  사용 용도 - 가전제품 : TV/DVD, CD, 카메라, 리모컨, 전자레인지, 공기청정기 등 - 사무기기 : 모니터, 마우스, 키보드, 스캐너, 복사기, 팩스, PC LAN 시스템, 바코드리더, 탁상계산기, 하드디스크 등 - 자동차 : ABS, 속도측정기, Power seat, 운행제어, 자동경보기, 온도제어, 연료제어, Air bag 센서, 썬루프제어 등 - 기타 : 계측기, CCTV, 자동차 주행 시험장의 점수 계산장치, PLC, 신용 카드 리더, 공정제어 등 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용되고 있다. 마이컴 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

5 - AVR 의 특성  유사 RISC (Reduced Instruction Set Code) 구조  하바드 구조의 메모리 구성  저전력 소모  큰 잡음여유와 입력 임피던스  고집적  고속  효율적인 프로그래밍  다양하고 값싼 개발도구  다양한 사양 지원  ISP(In System Program) 지원 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

6 - AVR 종류  Tiny 시리즈 : 핀 수가 8-24 핀 정도의 작은 외형으로 대부분 외부 시스 템 버그가 없고 내부에 1K-2K byte 정도의 플래시 메모리를 가지고 있 어 용량도 작은 편. UART 를 지원하지 않고 RTC 타이머가 없으며 16 비트 타이머가 없고 8 비트 타이머만 1~2 개 있는 등 기능이 비교적 낮 지만 가격이 저렴하여 소형제어기에 적당.  AT90 시리즈 : 중간 정도 사양을 가진 시리즈로 사양화 되어있음.  Mega 시리즈 : 28-100 핀 정도의 외형을 갖고 내부에 8K-256Kbyte 정 도의 플래시 메모리와 256-4Kbyte 정도의 EEPROM 과 512-4Kbyte 의 SRAM 을 내장하고 있음. 20MHz 의 클럭에서 20MIPS 의 속도를 갖는 등 성능과 기능이 높으나 가격도 높음. AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

7 - Atmege 128 소개  메모리 : 128Kbyte, 10,000 번 까지 ISP 를 이용해 쓰고 지우기가 가능 한 플래시 롬 내장, 100,000 번 까지 쓰고 지우기가 가능한 4K EEPROM 내장, 외부 데이터 메모리 추가 가능, 프로그램 잠금 기능  Watchdog Timer : 프로세서가 안정적으로 동작하는지 감시하는 기능  입출력 I/O : 6 개의 8 비트 병렬 I/O, 1 개의 5 비트 병렬 I/O, 총 53 개의 프로그램 가능한 입출력 선을 가짐  타이머 / 카운터 : 2 개의 8 비트 타이머, 2 개의 16 비트 타이머, PWM 출 력  AD 변환기 : 8 채널의 10 비트 AD 변환기를 제공 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

8  비교기 : 아날로그 비교기를 1 개 내장  발진기 : RC 발진기를 내장, 외부에서 크리스탈도 이용 가능  직렬통신포트 (Serial Port) : 동시 양방향 전송이 가능한 범용 동기 / 비 동기 직렬 통신 (USART) 기능을 가진 포트를 2 개 제공  인터럽트 : 리셋과 8 개의 외부인터럽트를 포함, 총 35 개의 인터럽트 보유  JTAG 인터페이스 : JTAG 인터페이스로 플래시, EEPROM, 퓨즈, Lock 비트를 프로그램이 가능, 내장된 상태에서 디버그가 가능  SPI(Serial Peripheral Interface) : SPI 는 오직 3 라인을 이용한 통신 방 법으로 MOSI(Master Out Slave In), MISO(Master In Slave Out), SCK(Serial Clock) 신호를 이용. AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

9 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 입력단자로 1 레벨이 입력되면 리셋

10 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 발진용 증폭기 입력 및 출력

11 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 5V 및 3.3V 공급 전압

12 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 SPI 를 활성화 시키는 단자로 일반 모드에서는 사용하지 않고 리셋 시 0 상태로 유지해 SPI 를 허용

13 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양방향 입출력 단자.

14 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양방향 입출력 단자. 포트 핀특수 기능 PB7 OC2, OC1C : 타이머 2 용의 비교신호 출력 혹은 타이머 1 용의 비교신호 C 출력 PB6 OC1B : 타이머 1 용의 비교신호 B 출력 PB5 OC1A : 타이머 1 용의 비교신호 A 출력 PB4 OC0 : 타이머 0 용의 비교신호 출력 PB3 MISO : SPI 채널의 마스터 데이터 입력 혹은 슬레이브 데이터 출력 신호 단자 PB2 MPSI : SPI 채널의 마스터 데이터 출력 혹은 슬레이브 데이터 입력 신호 단자 PB1 SCK : SPI 채널의 마스터 클럭 출력 혹은 슬레이브 클럭 입력 신호 단자 PB0 SS : SPI 채널의 슬레이븝 선택 입력 신호 단자

15 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양방향 입출력 단자.

16 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양방향 입출력 단자. 타이머와 외부 인터럽트 단자. 포트 핀특수 기능 PD7 T2 : 타이머 2 클럭 입력 PD6 T1 : 타이머 1 클럭 입력 PD5 XCK : USART1 외부 클럭 입출력 PD4 ICP1 : 타이머 1 입력 캡쳐 PD3 INT3/TXD1 : 외부인터럽트 3 혹은 USART1 송신 PD2 INT2/RXD1 : 외부인터럽트 2 혹은 USART1 수진 PD1 INT1/SDA : 외부인터럽트 1 혹은 2 선 방식의 직렬인터페이스용 데이터 단자 PD0 INT0/SCL : 외부인터럽트 0 혹은 2 선 방식의 직렬인터페이스용 클럭 단자

17 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양방향 입출력 단자. 타이머용 단자, 외부인터럽트 단자 포트 핀특수 기능 PE7 INT7/ICP3 : 외부인터럽트 7 혹은 타이머 3 입력 캡춰 PE6 INT6/T3 : 외부인터럽트 6 혹은 타이머 3 클럽 입력 PE5 INT5/OC3C : 외부인터럽트 5 혹은 타이머 3 용의 비교신호 C 출력 PE4 INT4/OC3B : 외부인터럽트 4 혹은 타이머 3 용의 비교신호 B 출력 PE3 AIN1/OC3A : 비교기 – 입력 혹은 타이머 3 용의 비교신호 A 출력 PE2 AIN0/XCK0 : 비교기 + 입력 혹은 USART0 외부 클럭 입출력 PE1 PD0/TxD0 : 프로그램 데이터 출력 (ISP – MISO) 혹은 USART0 송신 PE0 PD1/RxD0 : 프로그램 데이터 입력 (ISP – MOSI) 혹은 USART0 수신

18 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 8 비트 양 방향 입출력 단자. AD 변환기 혹은 JTAG 인터페이스 단자. 포트 핀특수 기능 PF7 ADC7/TDI : ADC 입력채널 7 혹은 JTAG 테스트용 데이터 입력 단자 PF6 ADC6/TDO : ADC 입력채널 6 혹은 JTAG 테스트용 데이터 출력 단자 PF5 ADC5/TMS : ADC 입력채널 5 혹은 JTAG 테스트용 모드 선택 단자 PF4 ADC4/TCK : ADC 입력채널 4 혹은 JTAG 테스트용 클럭 단자 PF3 ADC3 : ADC 입력채널 3 PF2 ADC2 : ADC 입력채널 2 PF1 ADC1 : ADC 입력채널 1 PF0 ADC0 : ADC 입력채널 0

19 AVR 소개 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 내부 풀업 저항이 있는 5 비트 양방향 입출력 단자. 외부메모 리 접속을 위한 신호용, RTC 타이머용 발진기 단자 포트 핀특수 기능 PG4 TOSC1 : 타이머 0 의 RTC 기능 사용 시 클럭 발생을 위한 수정발진자 접속단자 PG3 TOSC2: 타이머 0 의 RTC 기능 사용 시 클럭 발생을 위한 수정발진자 접속단자 PG2 ALE : 외부 메모리에 접근할 때 하위 주소 값을 래치 하도록 신호를 출력 PG1 RD : 외부 데이터 메모를 읽을 때 사용되는 스트로브 신호 출력 단자로 사용 PG0 WR : 외부 데이터 메모를 쓸 때 사용되는 스트로브 신호 출력 단자로 사용

20 라인트레이서 조립 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 키트와 인두기를 준비

21 라인트레이서 조립 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 PCB 를 준비하여 지지대를 설치, IC 소켓을 먼저 조립

22 라인트레이서 조립 ( 메인보드 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 리드 선이 나와 있는 부품 저항, 콘덴서, 다이오드 등을 조립 후 뒷면의 리드 선을 납땜 후 정리.

23 라인트레이서 조립 ( 메인보드 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 나머지 부품들을 해당 부품의 위치에 조립

24 라인트레이서 조립 ( 메인보드 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

25 라인트레이서 조립 ( 센서 보드 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서 먼저 센서 발광부, 수광부를 제외한 부품을 조립 센서 발광부 (D751, D754) 센서 수광부 (D752, D753) 은 아래쪽으로 나오도록 조립 기판에서 약 5mm 정도 뜨도록 조립 투명한 것 : 발광 센서 검정색 : 수광 센서

26 라인트레이서 조립 ( 기구부 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

27 라인트레이서 조립 ( 기구부 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

28 라인트레이서 조립 ( 기구부 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서

29 라인트레이서 조립 ( 완성 ) 2012 – 01 - 12 AVR 응용 라인트레이서