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임베디드 C(CM-510/700)
embedded_c_cm510

개요

임베디드 C는 사용자가 직접 제어기 펌웨어를 개발할 수 있는 솔루션입니다. 임베디드 C는 다음과 같은 특징이 있습니다.

  • 모든 소스가 C언어로 작성되어 있습니다.
  • 제어기 각 부분을 직접 제어하는 예제를 제공합니다.

참고: 임베디드 C를 사용하려면 하드웨어 및 소프트웨어에 대한 전문적인 지식이 필요합니다. 초보자의 경우 전문 지식을 별도로 습득한 후, 사용하는 것을 권장합니다. {: .notice}

참고: 임베디드 C를 사용하게 되면 제어기 펌웨어가 바뀌어서 로보플러스를 사용할 수 없게됩니다. 다시 로보플러스를 사용하기 위해서는 로보플러스 매니저로 펌웨어 복구를 시도해야 합니다. {: .notice}

CM-510, CM-700

폴더 구조

  • ../include : 라이브러리 사용시 필요한 헤더파일이 있습니다.
  • ../src : 라이브러리 소스가 있습니다.
  • ../lib : 라이브러리 파일이 있는 곳입니다.
  • ../example : 제어기에서 실행할 수 있는 예제들입니다.

시작하기

임베디드 C를 시작하기 위한 방법을 설명합니다.

WinAVR 설치

WinAVR은 AVR 프로그래밍을 위해서 필요한 프로그램입니다.
WinAVR은 다음 사이트에서 다운로드 받을 수 있으며, 누구나 무료로 사용 가능합니다.
http://winavr.sourceforge.net/

설치 과정은 다음과 같습니다.

  1. 설치 언어를 설정합니다.

  2. 설치 초기 화면입니다.

  3. 라이센스 관련 내용입니다. 동의 하여야 설치를 진행할 수 있습니다.

  4. 설치 폴더를 설정합니다. 사용자가 원하는 곳으로 설정하고 Next버튼을 누릅니다.

  5. 설치할 프로그램 및 환경 옵션을 선택합니다. 특별한 사유가 없다면 모두 설치하는 것이 좋습니다.

  6. WinAVR 설치를 시작합니다.

  7. WinAVR설치가 완료되었습니다.

Atmel Studio 설치

Atmel Studio는 AVR 프로그래밍을 쉽게 할 수 있도록 여러가지 매크로와 라이브러리 및 통합 환경을 제공합니다.
Atmel Studio는 다음 사이트에서 다운로드 받을 수 있으며, 누구나 무료로 사용 가능합니다.
http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725

Atmel Studio의 설치 과정은 다음과 같습니다.

  1. Atmel Studio설치 시작화면입니다.

  2. 라이센스 관련 내용입니다. 동의 하여야 설치를 진행할 수 있습니다.

  3. 설치 폴더를 설정합니다. 사용자가 원하는 곳으로 설정하고 Next버튼을 누릅니다.

  4. Next를 클릭하여 설치를 진행합니다.

  5. Atmel Studio 설치를 시작합니다.

  6. Atmel Studio 설치가 완료되었습니다.

환경 설정

임베디드 C를 사용하려면 설치한 프로그램의 기본적인 환경을 설정해야 합니다.
WinAVR을 설치하고 Atmel Studio를 설치하면 특별한 경우가 아닌 한 Atmel Studio만을 이용하여 프로그래밍을 할 수 있습니다.
일반적으로 PC와 제어기가 시리얼 케이블로 연결되어 있으면 기본적인 예제 실행이 가능하며, 예제에 따라 다이나믹셀이 필요하거나, 그 외 외부 장치가 요구될 때도 있습니다.

  1. Debug - Options and Settings 를 클릭합니다.

    img

  2. 왼쪽 메뉴에서 Toolchain을 선택합니다. Atmel AVR 8-bit (C language)를 선택합니다. Add Flavour을 클릭합니다.

    img

  3. [...]을 클릭하여 20100110버전의 WinAVR이 설치 되어 있는 폴더의 bin폴더를 선택하여 줍니다. 예) c:WinAVR-20100110bin

    img

  4. Win AVR 을 선택한후 OK 버튼을 누릅니다.

    img

  5. File > Open > Project/Solution 을 클릭합니다.

    img

  6. 예제 파일을 선택하고 열기를 클릭합니다.

    img

  7. 오른쪽 Solution Explorer에 보이는 c파일을 더블 클릭하여 선택합니다. Project > Properties를 클릭 합니다.
    Solution Explorer가 보이지 않는다면 View 에서 Solution Explorer를 선택해주세요.

    img

  8. 왼쪽 메뉴에서 Toolchain을 클릭합니다. Directories를 클릭합니다. 초록색 +모양의 Add Item을 클릭합니다.

    img

  9. Include 폴더를 선택하여 줍니다. 예) c:embedded_c(cm700_v1.01)include

    img

  10. Include 폴더가 추가된 것을 확인 할 수 있습니다.

    img

  11. 오른쪽 Solution Explorer에서 프로젝트 파일을 오른쪽 클릭하여 Add Library를 클릭합니다.

    img

  12. Browse Libraries를 클릭합니다. 오른쪽 하단에 [Browse]를 클릭합니다.

    img

  13. 라이브러리를 선택 하기 위해 예제에 포함되어 있는 lib 폴더를 선택하고 [열기]를 클릭합니다.

    img

  14. 3개의 라이브러리를 추가하기 위해 드래그하여 모두 선택하고 오른쪽 아래 [열기]를 클릭합니다.

    img

  15. 3개의 라이브러리가 추가된 것을 확인 할 수 있습니다.

    img

  16. Build -> Rebuild Solution 을 클릭하여 컴파일하고 아래Output창에 Build Succeeded.가 확인되면 모든 작업이 끝나게 됩니다.

    img

로보플러스 복구하기

임베디드 C로 만들어진 결과물은 제어기 펌웨어(hex 파일) 입니다.
이것을 설치하면 기존의 제어기 펌웨어가 지워져서 로보플러스를 사용할 수 없게됩니다.
만약, 로보플러스를 다시 사용하려면 공장 출하시 제어기 펌웨어를 설치해야 합니다.
로보플러스 매니저를 이용하면 공장 출하시 제어기 펌웨어를 쉽게 설치할 수 있습니다.
자세한 사항은 로보플러스 매니저의 [펌웨어 복구하기]를 참조하십시오.

프로그래밍

하드웨어 포트맵

다음은 제어기의 하드웨어 주요 핀 기능을 표현해 놓은 하드웨어 포트맵입니다.
각 포트나 내부 기능은 Atmel Studio에서 제공하는 매크로 함수를 통해 간단히 접근하여 제어할 수 있습니다.

CM-510

img

Port Name Function
PORTF1 ~ PORTF6 ADC
PORTD0 Start Button
PORTD1 MIC.
PORTD2 ~ PORTD3 Tx, Rx
PORTA2 ~ PORTA7 External Output ( 5 Pin Port)
PORTC0 ~ PORTC6 Controller LED ( Status, Power )
PORTB5 Buzzer Control Port
PORTE4 ~ PORTE7 Direction Button (U, D, L, R)
PORTD4 ~ PORTD6 Communication Control Port

CM-510의 외부 포트 핀 구성은 다음과 같습니다. 외부 포트 눈금 표시로 포트 1 ~ 포트 6을 확인할 수 있습니다.

포트와 관련된 자세한 사항은 CM-510 제어기 부분을 참조하십시오.

  • 아래와 같이 5개의 핀 중, 3번 ADC핀이 마이크로 컨트롤러의 PORTF1 ~ PORTF6과 대응되어 있습니다.
    예를 들어, 아래의 외부포트 3에 대응되는 ADC핀은 마이크로 컨트롤러의 PORTF3과 연결되어 있습니다.

  • 아래와 같이 5개의 핀 중, 1번 OUT핀이 마이크로 컨트롤러의 PORTA2 ~ PORTA7과 대응되어 있습니다.
    예를 들어, 아래의 외부포트 3에 대응되는 OUT핀은 마이크로 컨트롤러의 PORTA4과 연결되어 있습니다.

    img

  1. OUT : 5V 출력 가능
  2. VCC (5V)
  3. ADC : 사용자가 제작한 센서의 아날로그 신호를 읽을 수 있음.
  4. GND
  5. NC : 사용하지 않음

img

CM-700

img

Port Name Function
PORTF1 ~ PORTF6 ADC
PORTD0 Start Button
PORTD1 ~ PORTD2 Tx, Rx
PORTA2 ~ PORTA7 External Output ( 5 Pin Port)
PORTC0 ~ PORTC6 Controller LED ( Status, Power )

CM-700의 외부 포트 핀 구성은 다음과 같습니다. Sub보드의 아래면에 표시된 문자로 포트 1 ~ 포트 6을 확인할 수 있습니다.

포트와 관련된 자세한 사항은 CM-700 제어기 부분을 참조하십시오.

  • 아래와 같이 5개의 핀 중, 3번 ADC핀이 마이크로 컨트롤러의 PORTF1 ~ PORTF6과 대응되어 있습니다.

  • 아래와 같이 5개의 핀 중, 1번 OUT핀이 마이크로 컨트롤러의 PORTA2 ~ PORTA7과 대응되어 있습니다.

    img

  1. OUT : 5V 출력 가능
  2. VCC (5V)
  3. ADC : 사용자가 제작한 센서의 아날로그 신호를 읽을 수 있음.
  4. GND
  5. NC : 사용하지 않음

img

기본 프로그래밍

Atmel Studio에서 간단한 임베디드 C 예제를 만드는 방법을 설명합니다.

프로젝트 만들기

프로젝트를 만드는 과정은 다음과 같습니다.

  1. File 메뉴에서 New > Project를 선택합니다.

    img

  2. Template은 GCC C Executable Project를 선택하고 Name, Location, Solution name 항목을 설정합니다. 설정이 끝나면 [OK] 버튼을 클릭합니다.

    img

  3. 여러 디바이스 목록 중에서 ATmega2561을 선택합니다.(CM5는 ATmega128 선택) 디바이스를 선택 하였다면 [OK] 버튼을 클릭합니다.

img

코드 작성 및 컴파일하기

다음 예제는 가장 기본적인 PORT I/O 제어에 관한 내용입니다.

  1. 생성된 프로젝트에 다음과 같은 코드를 작성합니다.

  2. Build 메뉴에서 [Build Solution]을 클릭하여 Build 명령을 실행합니다.

    img

  3. 아래 Output 창에 Build succeeded가 나타나면 컴파일이 정상적으로 끝난 경우입니다. 프로젝트 폴더 내의 default 폴더에서 펌웨어 파일인 hex 파일을 찾을 수 있습니다.

    img

hex파일 다운로드 하기

  • 제어기에 만든 펌웨어를 설치하기 위해서는 로보플러스 터미널과 제어기 부트로더를 이용해야 합니다.
  • 펌웨어 설치 및 실행에 대한 자세한 내용은 부트로더에서 [프로그램 설치/실행] 부분을 참조하십시오.
  • 정상적으로 펌웨어가 설치되면, 모든 LED가 돌아가면서 켜지는 것을 확인할 수 있습니다.

부트로더

부트로더란, 제어기를 사용할 수 있도록 도와주는 프로그램입니다. 부트로더는 사용자가 지울 수 없으며 만약, 이 프로그램이 망가진다면 제어기를 사용할 수 없게됩니다. 부트로더는 공장 출하시 제어기에 설치된 상태로 생산됩니다.

부트로더에서 사용할 수 있는 명령은 'help' 명령으로 확인할 수 있습니다.

img

부트로더 진입/나가기

부트로더 진입

부트로더는 키보드의 '#'키(Shift+숫자3키)를 누르고 있는 상태에서 제어기를 켜거나 리셋 스위치를 눌러주면 진입할 수 있습니다.
성공하면 다음과 같이 화면이 나타납니다

img

부트로더 나가기

사용자 작업을 완료하면, GO명령으로 원하는 주소로 점프하거나, 제어기를 리셋하여 부트로더에서 나갈 수 있습니다.

APP/SYS 사용법

APP/SYS 명령으로 프로그램 시작 위치를 설정할 수 있습니다. 프로그램 시작 위치가 설정되면, 제어기의 전원을 켜거나 리셋할 때, 설정된 프로그램 시작위치에서 프로그램이 실행됩니다.

Atmega2561을 사용하는 제어기의 메모리맵은 다음과 같습니다.

img

  • 부트로더로 진입한 후 명령창에 APP 명령을 입력하면, 다음번 리셋 후 유저 어플리케이션 영역부터 실행됩니다.
    (기본 제공 펌웨어, 사용자 프로그램 등 대부분의 프로그램들은 특별한 이유가 없다면 0번지부터 시작됩니다.)

  • 부트로더로 진입한 후 명령창에 SYS 명령을 입력하면, 다음번 리셋 후 부트로더가 실행됩니다.
    ('#'키를 누르지 않아도 부트로더상태로 시작됩니다.)

<a name="프로그램-설치실행"[프로그램 설치/실행]

제어기 펌웨어를 설치하기 위한 준비 작업은 다음과 같습니다.

  • 설치할 제어기 펌웨어(hex 파일)를 준비합니다.
  • PC와 제어기를 연결합니다.
  • 로보플러스 터미널을 실행하여 통신 포트를 설정합니다.
  • 제어기 부트로더를 실행합니다. (부트로더 진입 방법 참고)

준비가 완료되면 다음과 같은 절차로 제어기 펌웨어를 설치할 수 있습니다.

  1. 부트로더에서 L명령(혹은 Load)을 입력합니다.

    img

  2. 로보플러스 터미널의 Files메뉴에서 Transmit file을 선택하고, 준비된 펌웨어(hex 파일)를 선택합니다.

    img

  3. 파일이 전송됩니다. 파일이 전송되는 도중 제어기의 전원이 꺼지거나, 케이블이 빠지지 않도록 주의하십시오.

  4. 파일 전송이 완료되면, GO 명령을 사용하여 프로그램을 실행할 수 있습니다.

    • GO명령만 입력한 경우 0번지에서 프로그램을 실행하게 됩니다.
    • G [Address] 와 같이 G 명령 뒤에 실행 주소(16진수)를 입력하면 그 위치부터 프로그램을 실행합니다.

예제

LED 제어

제어기의 각 LED를 제어할 수 있습니다.

  • 준비물

    • CM-510 혹은 700

  • 이론

    • 제어기의 마이크로 컨트롤러는 I/O포트를 통해 제어기와 연결된 LED등의 주변 장치를 제어할 수 있습니다. 이 예제를 통해 제어기에 장착되어 있는 LED를 제어해 볼 수 있습니다.
    • 예제에서는 제어기의 PORTC를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

  • 소스

    PORTC = ~(1 << i);
_delay_ms(250);
    • PORTC를 제어하여 제어기의 LED를 순서대로 켭니다.

  • 결과

    • 제어기의 모든 LED가 순차적으로 점등됩니다.

버튼

제어기 버튼 입력을 받을 수 있습니다.

  • 준비물 : CM-510 혹은 700

  • 이론

    • 제어기의 마이크로 컨트롤러의 I/O포트를 통해 제어기와 연결된 장치의 전기적 신호를 읽을 수 있습니다. 이 예제를 통해 제어기에 장착되어 있는 스위치의 눌림 상태를 확인할 수 있습니다.
    • 제에서는 제어기의 PORTC와 PORTE를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

  • 소스

    • CM-510 예제

      if(~PINE & BTN_UP)
  PORTC &= ~LED_MANAGE;
else if(~PINE & BTN_DOWN)
  PORTC &= ~LED_AUX;
else if(~PINE & BTN_LEFT)
  PORTC &= ~LED_PROGRAM;
else if(~PINE & BTN_RIGHT)
  PORTC &= ~LED_PLAY;
else if(~PIND & BTN_START)
  PORTC = ~(LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY);
else PORTC = LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY;

      PORTD와 PORTE를 통해 눌린 버튼을 판단하고, 눌린 버튼에 따라 PORTC를 제어하여 LED를 켜고 끄는 부분입니다.
      PORTD와 PORTE를 통해 입력값을 얻는 방법은 PIND와 PINE 매크로 함수를 사용합니다.
      PIND와 PINE는 1바이트이며, 각 비트에는 PORTD, PORTE의 핀이 대응되어 있습니다.
      따라서 &연산 등을 통해 특정 핀의 값을 읽어낼 수 있습니다.

    • CM-700 예제

      if(~PIND & BTN_START)
  PORTC = ~(LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY);
else PORTC = LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY;

      PORTD를 통해 눌린 버튼을 판단하고, 눌린 버튼에 따라 PORTC를 제어하여 LED를 켜고 끄는 부분입니다.
      PORTD를 통해 입력값을 얻는 방법은 PIND 매크로 함수를 사용합니다.
      PIND는 1바이트이며, 각 비트에는 PORTD의 핀이 대응되어 있습니다.
      따라서 &연산 등을 통해 특정 핀의 값을 읽어낼 수 있습니다.

  • 결과 : 버튼을 누르면, 눌린 버튼에 따라 서로 다른 LED가 켜집니다.

시리얼 통신

PC와 제어기가 시리얼 통신을 할 수 있습니다.

  • 준비물

    • 제어기의 시리얼 케이블이 PC와 연결된 상태.
    • 예제의 통신 속도는 57600bps로 설정되어 있습니다.

  • 이론

    • 시리얼 통신은 제어기의 값을 PC로 전송하여 사용자에게 보여줄 수 있는 가장 기본적인 수단입니다. 이 예제를 통해 제어기와 시리얼 통신을 해볼 수 있습니다.

  • 소스

    serial_initialize(57600); // USART Initialize
sei(); // set enable interrupt

    시리얼 통신을 사용하기 위해 초기화 하는 부분입니다. 시리얼 초기화 함수는 serial 라이브러리에 포함되어 있으며, 인자로 통신 속도를 전달 해 주면, 시리얼 포트가 초기화 됩니다.

    sei()경우 인터럽트를 사용할 수 있도록 하는 내부 명령어입니다.

    img

    unsigned char ReceivedData = getchar();
if(ReceivedData == 'u')
  Value++;
else if(ReceivedData == 'd')
  Value--;
printf("%d\r\n", Value);

    받은 무선 데이터가 u인 경우 1을 더하고, d인 경우 1을 빼서 출력하는 부분입니다.
    getchar()함수를 이용하여 데이터를 수신합니다. 만약, 데이터가 수신되지 않았으면 대기합니다.

  • 결과

    • 키보드로 'u'키를 입력하면 제어기에서 현재 기억된 숫자에 1을 더하여 출력하며, 'd'키를 입력하면 1을 빼서 출력합니다.

      img

버저

제어기의 버저를 사용할 수 있습니다.

  • 준비물

    • CM-510 (CM-700은 버저가 없습니다.)

  • 이론

    • 마이크로 컨트롤러의 I/O 포트를 통해 버저 회로의 신호를 제어할 수 있습니다. 버저는 신호 주파수를 조절하여 서로 다른 음계를 연주할 수 있습니다.

    • 예제에서는 제어기의 PORTB와 PORTC, PORTD를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

    • 음계과 주파수의 관계는 다음을 참조하십시오.

    • 시간은 주파수의 역수입니다. 주파수를 시간으로 변환하는 공식은 다음과 같습니다.

      시간(초) = 1 / (주파수)

옥타브
/Scale		 1 2 3 4 5 6 7 8
C 32.7032 65.4064 130.8128 261.6256 523.2511 1046.502 2093.005 4186.009
C# 34.6478 69.2957 138.5913 277.1826 554.3653 1108.731 2217.461 4434.922
D 36.7081 73.4162 146.8324 293.6648 587.3295 1174.659 2349.318 4698.636
D# 38.8909 77.7817 155.5635 311.1270 622.2540 1244.508 2489.016 4978.032
E 41.2034 82.4069 164.8138 329.6276 659.2551 1318.510 2637.020 5274.041
F 43.6535 87.3071 174.6141 349.2282 698.4565 1396.913 2793.826 5587.652
F# 46.2493 92.4986 184.9972 369.9944 739.9888 1479.978 2959.955 5919.911
G 48.9994 97.9989 195.9977 391.9954 783.9909 1567.982 3135.963 6271.927
G# 51.9130 103.8262 207.6523 415.3047 830.6094 1661.219 3322.438 6644.875
A 55.0000 110.0000 220.0000 440.0000 880.0000 1760.000 3520.000 7040.000
A# 58.2705 116.5409 233.0819 466.1638 932.3275 1864.655 3729.310 7458.620
G 61.7354 123.4708 246.9417 493.8833 987.7666 1975.533 3951.066 7902.133

단위 : Hz

  • 소스

    • CM-510예제입니다. 버저가 없는 CM-700에서는 적용할 수 없습니다.

      if(~PIND & SW_START)
{
  PORTC = ~(LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY);
  _delay_ms(1);
  PORTB |= 0x20;
  _delay_ms(1);
  PORTB &= ~0x20;
}
else
{
  PORTC = LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY;
  PORTB &= ~0x20;
}

    PORTD를 통해 눌린 버튼을 판단하고, 눌린 버튼에 따라 PORTB와 PORTC를 제어하여 LED 및 버저를 켜고 끄는 부분입니다.
    PORTD를 통해 입력값을 얻는 방법은 PIND 매크로 함수를 사용합니다.
    PIND는 1바이트이며, 각 비트에는 PORTD의 핀이 대응되어 있습니다.
    따라서 &연산 등을 통해 특정 핀의 값을 읽어낼 수 있습니다.
    Start 버튼이 눌린 경우 모든 LED를 켬과 동시에 PORTB를 통해 버저를 울립니다.

  • 결과

    • Start 버튼을 누르는 동안 모든 LED가 켜지고 버저에서 같은 음으로 계속 소리가 납니다.

마이크

제어기의 마이크를 사용하여 외부 소리를 감지할 수 있습니다.

  • 준비물

    • CM-510 (CM-700은 마이크가 없습니다.)

  • 이론

    • 마이크 회로는 일정 크기 이상의 소리를 감지하면 마이크로 컨트롤러의 I/O포트에 신호를 발생하게 됩니다. 이 신호를 감지하여 외부 소리를 감지할 수 있습니다.
    • 예제에서는 제어기의 PORTC와 PORTD를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

  • 소스

    • CM-510예제입니다. 마이크가 없는 CM-700에서는 적용할 수 없습니다.

      if(~PIND & MIC_SIGNAL)
{
  PORTC = ~(LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY);
  _delay_ms(1000);
}
else PORTC = LED_BAT|LED_TxD|LED_RxD|LED_AUX|LED_MANAGE|LED_PROGRAM|LED_PLAY;

      PORTD를 통해 눌린 버튼을 판단하고, 눌린 버튼에 따라 PORTC를 제어하여 LED를 켜고 끄는 부분입니다.
      PORTD를 통해 입력값을 얻는 방법은 PIND 매크로 함수를 사용합니다.
      PIND는 1바이트이며, 각 비트에는 PORTD의 핀이 대응되어 있습니다.
      따라서 &연산 등을 통해 특정 핀의 값을 읽어낼 수 있습니다.
      PORTD를 통해 마이크 신호가 감지되면 모든 LED를 켜고, 1초동안 대기합니다.

  • 결과

    • 마이크에 소리가 감지되면, 1초 동안 모든 LED가 켜졌다 꺼집니다.

적외선 센서

외부포트의 ADC를 사용하는 법을 배웁니다. (본 예제에서는 적외선 센서를 사용하여 설명합니다.)

  • 준비물

    • CM-510 혹은 700, 적외선 센서 (1번 외부포트에 연결해야 예제를 동작시킬 수 있습니다.)

  • 이론

    • 제어기의 마이크로 컨트롤러는 아날로그 신호를 디지털값으로 변경할 수 있습니다. 이 예제를 통해 제어기 외부에 연결된 적외선 센서나 자이로 센서 등의 아날로그 전압값을 읽어올 수 있습니다.
    • 예제에서는 제어기의 PORTA를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

  • 소스

    serial_initialize(57600);
sei();
ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADPS2) | (1 << ADPS1); // ADC Enable, Clock 1/64div.
ADMUX = ADC_PORT_1; // ADC Port 1 Select

    시리얼 통신을 사용하기 위해 초기화 하는 부분입니다. 시리얼 초기화 함수는 serial 라이브러리에 포함되어 있으며, 인자로 통신 속도를 전달 해 주면, 시리얼 포트가 초기화 됩니다.
    sei()경우 인터럽트를 사용할 수 있도록 하는 내부 명령어입니다.
    그외 ADC제어를 위한 레지스터 설정이 있는데, 이는 Atmega2561 데이터 시트를 참조하십시오.
    데이터시트는 http://www.atmel.com 에서 다운로드 받을 수 있습니다.

    img

    PORTA &= ~0x80; // ADC Port 1 IR ON

_delay_us(12); // Short Delay for rising sensor signal
ADCSRA |= (1 << ADIF); // AD-Conversion Interrupt Flag Clear
ADCSRA |= (1 << ADSC); // AD-Conversion Start

while( !(ADCSRA & (1 << ADIF)) ); // Wait until AD-Conversion complete

PORTA = 0xFC; // IR-LED Off

printf( "%d\r\n", ADC); // Print Value on USART
_delay_ms(50);

    PORTA를 통해 감지된 아날로그 신호를 분석하여 시리얼로 전송하는 부분입니다.
    우선 PORTA의 1번 IR LED를 켜고, 수광된 빛의 양을 디지털값으로 변환을 시작합니다.
    변환이 끝나면, IR LED를 끄고, 시리얼 통신으로 값을 전송합니다.

  • 결과

    • PC와 시리얼로 연결 되어있을 때, 화면에 IR센서값을 출력합니다.

다이나믹셀 읽기/쓰기

다이나믹셀의 위치를 읽거나 설정할 수 있습니다. (보다 자세한 사항은 다이나믹셀 SDK를 확인 하세요)

  • 준비물

    • 제어기와 다이나믹셀이 연결된 상태
    • 이 예제는 다이나믹셀 ID가 1일 때 동작합니다.

  • 이론

    • 다이나믹셀은 정해진 패킷을 전송하여 제어할 수 있습니다. 제공되는 라이브러리를 활용하여 다이나믹셀의 위치 제어를 할 수 있습니다.

  • 소스

    unsigned short GoalPos[2] = {0, 1023};
//unsigned short wGoalPos[2] = {0, 4095}; // for EX series

    EX 106+과 같이 위치 범위가 0~4,095인 액츄에이터는 위쪽 줄을 주석처리 하고, 아래 줄을 주석 해제하여 주십시오.

    serial_initialize(57600);
dxl_initialize( 0, DEFAULT_BAUDNUM ); // Not using device index
sei(); // Interrupt Enable

    시리얼 통신을 사용하기 위해 초기화 하는 부분입니다. 시리얼 초기화 함수는 serial 라이브러리에 포함되어 있으며, 인자로 통신 속도를 전달 해 주면, 시리얼 포트가 초기화 됩니다.
    sei()경우 인터럽트를 사용할 수 있도록 하는 내부 명령어입니다.
    dxl_initialize() 함수의 경우 인자로 device index와 통신 속도를 넘겨주면, 제어기의 통신 환경을 초기화합니다.
    DEFAULT_BAUDNUM은 1입니다.
    특별한 경우가 아니면 device index는 0입니다.

    // Check moving done
bMoving = dxl_read_byte( id, P_MOVING );
CommStatus = dxl_get_result();
if( CommStatus == COMM_RXSUCCESS )
{
  if( bMoving == 0 )
  {
    // Change goal position
    if( index == 0 )
      index = 1;
    else
      index = 0;
    // Write goal position
    dxl_write_word( id, P_GOAL_POSITION_L, GoalPos[index] );
  }
  PrintErrorCode();

  // Read present position
  wPresentPos = dxl_read_word( id, P_PRESENT_POSITION_L );
  printf( "%d   %d\n",GoalPos[index], wPresentPos );
}
else
PrintCommStatus(CommStatus);

    다이나믹셀을 특정 위치로 보냄과 동시에 현재 위치를 읽어오는 부분입니다.
    먼저, 현재 움직임 상태를 읽고 모터가 움직이지 않는 상태이면 dxl_write_word()함수를 통해 설정된 위치로 이동 명령을 내립니다.
    dxl_write_word()함수의 인자는 각각 (연결된 다이나믹셀 id, address, position 값) 입니다.
    이후, 현재 위치를 읽어와 시리얼 통신으로 전송합니다.

  • 결과

    • 다이나믹셀이 지정된 위치를 왕복하며, 현재 위치를 터미널을 통해 출력합니다.

다이나믹셀 동기 제어

여러개의 다이나믹셀을 동기화하여 제어할 수 있습니다. (보다 자세한 사항은 다이나믹셀 SDK를 확인 하세요)

  • 준비물

    • 제어기와 다이나믹셀이 연결된 상태
    • 이 예제는 다이나믹셀 ID가 1부터 순차적으로 3까지 설정되어 있을 때 동작합니다.

  • 이론

    • 다이믹셀은 정해진 패킷을 전송하여 제어할 수 있습니다. 제공되는 라이브러리를 활용하여 다이나믹셀의 위치 제어를 할 수 있습니다.

  • 소스

    int AmpPos = 512;
//int AmpPos = 2048; // for EX series

    EX 106+와 같이 위치 범위가 0~4,095인 액츄에이터는 위쪽 줄을 주석처리 하고, 아래 줄을 주석 해제하여 주십시오.

    serial_initialize(57600);
dxl_initialize( 0, DEFAULT_BAUDNUM ); // Not using device index
sei(); // Interrupt Enable

    시리얼 통신을 사용하기 위해 초기화 하는 부분입니다. 시리얼 초기화 함수는 serial 라이브러리에 포함되어 있으며, 인자로 통신 속도를 전달 해 주면, 시리얼 포트가 초기화 됩니다.
    sei()경우 인터럽트를 사용할 수 있도록 하는 내부 명령어입니다.
    dxl_initialize() 함수의 경우 인자로 device index와 통신 속도를 넘겨주면, 제어기의 통신 환경을 초기화합니다.
    DEFAULT_BAUDNUM은 1입니다.
    특별한 경우가 아니면 device index는 0입니다.

    for( i=0; i < NUM_ACTUATOR; i++ )
{
  id[i] = i+1;
  phase[i] = 2*PI * (float)i / (float)NUM_ACTUATOR;
}
// Set goal speed
dxl_write_word( BROADCAST_ID, P_GOAL_SPEED_L, 0 );
// Set goal position
dxl_write_word( BROADCAST_ID, P_GOAL_POSITION_L, AmpPos );
_delay_ms(1000);

    각 다이나믹셀의 초기 위치를 계산 및 위치 초기화하는 부분입니다.
    dxl_write_word()함수를 이용해 모든 다이나믹셀의 속도를 최대속도로 설정하고, 위치를 중앙 위치로 설정합니다.

    // Make syncwrite packet
dxl_set_txpacket_id(BROADCAST_ID);
dxl_set_txpacket_instruction(INST_SYNC_WRITE);
dxl_set_txpacket_parameter(0, P_GOAL_POSITION_L);
dxl_set_txpacket_parameter(1, 2);
for( i=0; i < NUM_ACTUATOR; i++ )
{
  dxl_set_txpacket_parameter(2+3*i, id[i]);
  GoalPos = (int)((sin(theta+phase[i]) + 1.0) * (float)AmpPos);
  printf( "%d  ", GoalPos );
  dxl_set_txpacket_parameter(2+3*i+1, dxl_get_lowbyte(GoalPos));
  dxl_set_txpacket_parameter(2+3*i+2, dxl_get_highbyte(GoalPos));
}
dxl_set_txpacket_length((2+1)*NUM_ACTUATOR+4);

    패킷 생성 부분입니다. 패킷의 구조는 다이나믹셀 패킷 구조를 참조하십시오. 연결된 모든 액츄에이터의 패킷을 생성하고 전송합니다.

    printf( "\n" );

dxl_txrx_packet();
CommStatus = dxl_get_result();
if( CommStatus == COMM_RXSUCCESS )
  PrintErrorCode();
else
  PrintCommStatus(CommStatus);

theta += STEP_THETA;
if( theta > 2*PI )
  theta -= 2*PI;
_delay_ms(CONTROL_PERIOD);

    결과 패킷 수신 후 에러가 있다면 에러 코드를 출력합니다. 위치 경계값 계산하여, 경계값을 초과하면 증감 방향을 반대로 전환합니다.

  • 결과

    • 여러개의 다이나믹셀이 지정된 위치를 왕복하며, 현재 위치를 터미널을 통해 출력합니다.

RC100과 ZIGBee

RC-100을 이용하여 제어기를 동작시킬 수 있습니다. (보다 자세한 사항은 [Zigbee SDK]를 확인 하세요)

  • 준비물

  • 이론

    • Zig100이 장착되어있는 RC100 리모컨으로 제어기를 제어할 수 있습니다.
    • 예제에서는 제어기의 PORTC와 PORTD를 사용합니다. 제어기 포트맵을 확인하시기 바랍니다.

  • 소스

    img

    ZigBee 사용을 위한 환경 설정. PORTD의 환경을 다음과 같이 설정해야 함.

    PORTD &= ~0x80; //PORT_LINK_PLUGIN = 0;   // no pull up
PORTD &= ~0x20; //PORT_ENABLE_RXD_LINK_PC = 0;
PORTD |= 0x40; //PORT_ENABLE_RXD_LINK_ZIGBEE = 1;

    ZigBee 통신을 사용하기 위해 초기화 하는 부분입니다. 초기화 함수는 Zigbee 라이브러리에 포함되어 있으며, 인자로 device index를 전달하면 Zigbee가 초기화 됩니다. 특별한 경우가 아니면, device index는 0입니다.
    sei()경우 인터럽트를 사용할 수 있도록 하는 내부 명령어입니다.

    if(zgb_rx_check() == 1)
{
  RcvData = zgb_rx_data();
  if(RcvData & RC100_BTN_1)
    PORTC &= ~LED_MANAGE;
  else
    PORTC |= LED_MANAGE;
  if(RcvData & RC100_BTN_2)
    PORTC &= ~LED_PROGRAM;
  else
    PORTC |= LED_PROGRAM;
  if(RcvData & RC100_BTN_3)
    PORTC &= ~LED_PLAY;
  else
    PORTC |= LED_PLAY;
}

    zgb_rx_data()함수를 이용하여 Zigbee모듈에 수신된 데이터를 읽어옵니다.
    수신 패킷이 RC100버튼이면, RC100의 눌린 버튼에 따라 PORTC를 제어하여 제어기의 LED를 켜거나 끕니다.

    주의: ZigBee와 시리얼통신 라이브러리를 같은 소스에서 사용하면 UART공유로 인해 충돌이 일어납니다. 만약, 동시 사용을 원한다면 소스를 수정해야 합니다. {: .notice--warning}

  • 결과

    • Zigbee가 정상적으로 연결된 경우, RC-100의 버튼을 누를 때 마다 제어기의 LED가 켜졌다 꺼집니다.