마이크로프로세서 ATmega128

이창주

저자이창주
서울대학교전자공학과학사
서울대학교전자공학과석사
한국방송공사기술연구소연구원
서울대학교전자공학과박사
현재동양미래대학교정보통신과교수

CHAPTER01마이크로프로세서와개발환경

1.마이크로프로세서란?

2.개발환경
2-1프로그램개발과정
2-2프로그램편집기(ProgramEditor)
2-3컴파일러(Compiler)
2-4코드프로그래머AVRStudio4(CodeProgrammerAVRStudio4)
2-5소스프로그램작성
2-6컴파일과링크
2-7디버깅
2-8프로그램의유지/보수
연습문제
CHAPTER02ATmega128

1.ATmega128의개요

2.AVRCPU코어
2-1ALU(ArithmeticLogicUnit)
2-2상태레지스터(SREG)
2-3범용레지스터
2-4X,Y,Z레지스터
2-5스택포인터
2-6RAMPZ(RAMPageZselectRegister)
연습문제

3.AVRATmega128메모리
3-1플래시프로그램메모리
3-2SRAM데이터메모리
3-3EEPROM데이터메모리
3-4입출력데이터메모리
3-5외부메모리인터페이스
연습문제

4.시스템클럭
4-1클럭의종류
4-2외부크리스탈오실레이터
4-3외부저주파크리스탈오실레이터
4-4외부RC오실레이터
4-5내부RC오실레이터
4-6외부클럭
연습문제

5.전력제어와슬립모드
5-1Idle모드
5-2A/D변환기잡음제거모드
5-3파워다운모드
5-4파워절약모드
5-5대기모드
5-6확장대기모드

6.시스템제어와리셋
6-1리셋종류
6-2파워온리셋
6-3외부리셋
6-4브라운아웃리셋
6-5워치독(Watchdog)리셋
6-6MCU제어및상태레지스터:MCUCSR
6-7워치독타이머
연습문제

7.입출력포트
7-1특수기능입출력레지스터:SFIOR(SpecialFunctionI/ORegister)
7-2방향설정레지스터:DDR(DataDirectionRegister)
7-3포트레지스터:PORTxn(PortRegister)
7-4포트입력핀레지스터:PINx(PortxInputPinRegister)
7-5범용입출력포트의부가기능
7-6포트A
7-7포트B
7-8포트C
7-9포트D
7-10포트E
7-11포트F
7-12포트G
7-13입출력포트용레지스터
연습문제

8.인터럽트
8-1인터럽트벡터
8-2외부인터럽트
연습문제

9.8비트타이머/카운터
9-18비트타이머/카운터개요
9-2타이머/카운터동작모드
9-3타이머/카운터타이밍도
9-4타이머/카운터레지스터
9-5타이머/카운터의비동기동작
9-6타이머/카운터프리스케일러
9-78비트타이머/카운터2와PWM
9-8출력비교변조기(OCM1C2)
연습문제

10.16비트타이머/카운터
10-116비트타이머/카운터1,3레지스터
10-216비트레지스터엑세스
10-3타이머/카운터클럭소스
10-4동작모드
10-5타이머/카운터타이밍도
10-616비트타이머/카운터레지스터
10-7타이머/카운터1,2,3프리스케일러
연습문제

11.SPI
11-1마스터모드동작
11-2슬레이브모드동작
11-3SPI레지스터
11-4SPI클럭동기
연습문제

12.USART
12-1USART개요
12-2클럭발생
12-3USART초기화
12-4USART송신
12-5USART수신
12-6USART멀티-프로세서통신모드
12-7USART레지스터
12-8전송속도설정예시
연습문제

13.TWI(I2C통신)
13-1TWI모듈개요
13-2데이터전송파형
13-3여러개의마스터버스시스템,중재와동기화
13-4TWI모듈의구조
13-5TWI레지스터
13-6TWI동작
연습문제

14.아날로그비교기
14-1아날로그비교기의입력신호선택
14-2레지스터

15.A/D변환기
15-1A/D변환기기능
15-2A/D변환기동작
15-3프리스케일링과변환시간
15-4A/D변환기레지스터
연습문제

16.부트로더
16-1응용프로그램영역과부트로더프로그램영역
16-2RWW(Read-While-Write)영역과NRWW(NoRead-While-Write)영역
16-3부트로더락비트(LockBits)
16-4부트로더프로그램넣기
16-5부트로더프로그래밍
16-6메모리프로그래밍
16-7직렬다운로드
16-8JTAG인터페이스로프로그래밍하기
16-9부트로더프로그램예시

CHAPTER03ATmega128을이용한간단한전체프로그램

1.간단한전체프로그램
1-1회로도
1-2기능
1-3프로그램파일

2.회로도

3.프로그램파일
3-1헤더파일
3-2메인루틴(main.c)
3-3clib.c
3-4eeprom.c
3-5init.c
3-6packet_fsk1.c
3-7packet_fsk2.c
3-8packet_gui.c
3-9packet_inter.c
3-10ST16C554.c
3-11TWIInit.c

부록AVRStudio4사용법

ATmega128을사용하여시스템을개발하고자하는엔지니어를위한참고서

마이크로프로세서는산업현장에서사용되는제어장치에널리쓰이고있는반도체소자중의하나이다.이책은세계적으로많이사용되고있는Atmel社(AtmelCorporation,http://www.atmel.com)의마이크로프로세서ATmega128을사용하여시스템을개발하고자하는엔지니어를위한참고서로,대학에서마이크로프로세서강의를하기위한교재로사용하기에적합하도록구성되어있다.
이책은Atmel사가제공한,아래의데이터시트내용을바탕으로기술하였으며필자가다년간산업체에서연구개발업무를하면서경험했던프로그램내용과유의해야할사항등을가미하였으며엔지니어간에통용되는용어를사용하여프로그램입문자들이쉽게이해할수있도록노력하였다.
ATmega128:8-bitAtmelMicrocontroller128KbytesIn-SystemProgrammableFlash

또한저자가집필한《마이크로프로세서프로그램실습ATmega128》을병행사용하여관련된장을《마이크로프로세서트레이닝키트MTKAT8》로실습하면효과적인학습결과를얻을수있을것이다.

이책의내용

이책은전체3개의장과1개의부록으로구성되어있다.
1장에서는마이크로프로세서의기초지식과,ATmega128을사용하여프로그램을개발하기위해필요한개발환경에대해기술하였다.
2장에서는ATmega128을사용하기위해필수적으로알아야할내용,즉CPU코어,메모리,시스템클럭,시스템제어와리셋,인터럽트,타이머/카운터,SPI,USART,TWI,A/D변환기,부트로더에대해설명하였고,사용자가제품개발및실습에바로적용할수있는간단한프로그램을추가하였다.독자는제시된샘플프로그램을사용하면,전세계적으로다양한응용분야에많이사용되고있는마이크로프로세서인ATmega128을사용한프로그램개발에쉽게접근할수있을것이다.
3장에서는필자가ATmega128을사용하여개발한간단한시스템에대해설명하였다.프로그램개발자는제시된프로그램을기본구조로설계한다면초보자라도쉽게구조설계를할수있고개발기간도단축할수있을것이다.
부록에서는AVRStudio4에대해설명하였다.AVRStudio4는개발자가완성한프로그램코드(HEX파일)를마이크로프로세서에다운로드하기위한툴(tool)의일종이다.이툴은개발자가반드시사용법을익혀야할프로그램이다.