20140423 (LCD 속도 최적화, 직렬 병렬 통신, USART Reg, 열거형, 파일입출력, read, write)

48일차

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ATMega128 LCD 제어

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- 소스코드 속도 최적화

Timing 그래프에서 각 명령 후 처리시간이 있다.

지금 소스에서는 그 시간을 10000, 500 등 충분할 것 같은 시간을

넣어 뒀으나, 최적 속도를 맞추는 작업을 한다.

LCD마다 속도가 조금씩 다르기에 수치가 다 똑같이 않다.

원본에        블럭친 곳이 수정할 부분.

- main.c

#include "smart.h"

int main(void)
{
...
}

void LCD_Inst(unsigned char ucInst)
{
  volatile unsigned int  uiCnt;

  DDRA = (1<<PIN_RS) | (1<<PIN_RW) | (1<<PIN_E);  // RS, RW, E Port initialize output.
  DDRC = 0xFF;  //  all port initialize output.

  PORTA = (0<<PIN_RS) | (0<<PIN_RW) | (0<<PIN_E);  //  A
  DELAY(10000);

  PORTA = PORTA | (1<<PIN_E);  // B
  DELAY(500);

  PORTC = ucInst;  // Instruction
  DELAY(10000);

  PORTA = PORTA & ~(1<<PIN_E);  // D
  DELAY(500);

  return;
}



...

void LCD_Data(unsigned char ucData)
{
  volatile unsigned int  uiCnt;

  DDRA = (1<<PIN_RS) | (1<<PIN_RW) | (1<<PIN_E);  // RS, RW, E Port initialize output.
  DDRC = 0xFF;  //  all port initialize output.

  PORTA = (1<<PIN_RS) | (0<<PIN_RW) | (0<<PIN_E);  //  A
  DELAY(10000);

  PORTA = PORTA | (1<<PIN_E);  // B
  DELAY(500);

  PORTC = ucData;   //  charactor.
  DELAY(10000);

  PORTA = PORTA & ~(1<<PIN_E);  // D
  DELAY(500);

  return;
}


...

      블럭친 부분이 수정된 부분

- smart.h

....

#define DELAY(x) for(uiCnt = 0; (x) > uiCnt; ++uiCnt)

#define DNUM1  119  //80 <-처음부터일때만  //200 <-위치 상관 없음
#define DNUM2  235  //155        //152

void LCD_Inst(unsigned char ucInst);

....

- main.c

int main(void)
{
 ...
}

void LCD_Inst(unsigned char ucInst)
{
  volatile unsigned int  uiCnt;

  DDRA = (1<<PIN_RS) | (1<<PIN_RW) | (1<<PIN_E);  // RS, RW, E Port initialize output.
  DDRC = 0xFF;  //  all port initialize output.

  PORTA = (0<<PIN_RS) | (0<<PIN_RW) | (0<<PIN_E);  //  A
  DELAY(DNUM1);

  PORTA = PORTA | (1<<PIN_E);  // B
  DELAY(DNUM2);

  PORTC = ucInst;  // Instruction
  DELAY(DNUM1);

  PORTA = PORTA & ~(1<<PIN_E);  // D
  DELAY(DNUM2);

  return;
}
...

void LCD_Data(unsigned char ucData)
{
  volatile unsigned int  uiCnt;

  DDRA = (1<<PIN_RS) | (1<<PIN_RW) | (1<<PIN_E);  // RS, RW, E Port initialize output.
  DDRC = 0xFF;  //  all port initialize output.

  PORTA = (1<<PIN_RS) | (0<<PIN_RW) | (0<<PIN_E);  //  A
  DELAY(DNUM1);

  PORTA = PORTA | (1<<PIN_E);  // B
  DELAY(DNUM2);

  PORTC = ucData;   //  charactor.
  DELAY(DNUM1);

  PORTA = PORTA & ~(1<<PIN_E);  // D
  DELAY(DNUM2);

  return;
}

...

조금 더 수정이 쉽도록 DNUM1,2 로 선언해 뒀다.

타이밍도를 참고하여

각 구역에 따라 비슷한 수치로 값을 줘보니

동작하지 않아서 계속 값을 올려 저 수치를 찾았다.

좀 깨름직한게 각각 다른 값을 줘야 할 터인데

강사님께서 ①, ③짝 ②, ④짝을 맞춰 넣으셨다.

아직 설명을 안해주셔서 이유는 확실히 모르겠으나

이유가 있겠지...

--- 통신

각 장비간 통신하는 방식이 직렬과 병렬이 있다.

병렬 : BUS...등등,  비용이 비쌈, 속도 빠름, 구현이 복잡.

직렬 : Serial..등등, 비용이 쌈, 속도 느림, 구현이 쉬움.

예전에는 외부병렬포트도 사용했지만 고속시리얼(USB)가 등장하면서

점차 사용 빈도수가 줄어 요즘은 보기 힘들어졌다고 한다.

- UART, USART

The Universal Asynchronous serial Receiver and Transmitter의 줄임말로

범용 비동기 통신.  직렬통신의 표준이다.

The Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter의 줄임말

범용 동기/비동기 통신을 지칭하는데 ATMel사에서 사용하는 직렬통신 방식.

비동기 : TX, RX, G가 있고, 동기에 비해 저속.

동기 : TX, RX, G, 클럭신호선 있고, 비동기에 비해 고속.

동기ㄴ 일정 시간마다 서로 통신인 상태를 유지 중인 신호를 주고 받기 때문에

통신 신호에 통신 시작과 끝을 알리는 비트자리를 확보하기 때문에

비동기에 비해 빠르다.

비동기는 매 신호마다 시작과 끝을 알리는 비트를 포함하기에 동기에 비해 좀 느리다.

- USART 관련 Reg

UDR0            :    0x2C

UDR1            :    0x9C

UCSR0A        :    0x2B

UCSR1A        :    0x9B

UCSR0B        :    0x2A

UCSR1B        :    0x9A

UCSR0C        :    0x95

UCSR1C        :    0x9D

UBRR0L        :    0x29

UBRR1L        :    0x99

UBRR0H        :    0x90

UBRR1H        :    0x98

- C

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열     거     형

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- 열거형도 자료형을 정의하는 것인데 아래 예제를 참고하자

ex) 소스

#include <stdio.h>

enum smart
{
  test,
  apple,
  car,
};

int main()
{

  printf("%d \n", test);
  printf("%d \n", apple);
  printf("%d \n", car);

  return 0;
}

출력 화면

#include <stdio.h>

enum smart
{
  test = 100,
  apple,
  car,
};

int main()
{

  printf("%d \n", test);
  printf("%d \n", apple);
  printf("%d \n", car);

  return 0;
}

출력 화면

#include <stdio.h>

enum smart
{
  test,
  apple = 50,
  car,
};

int main()
{

  printf("%d \n", test);
  printf("%d \n", apple);
  printf("%d \n", car);

  return 0;
}

출력 화면

위의 예제를 보니 1씩 증가한다.

실제로 사용하는 경우 이렇게 사용한다고 한다.

ex) 소스

#include <stdio.h>

enum smart
{
  test,
  apple,
  star,
  car,
  house,
  money,
  smart_END
};

char str[smart_END][6] =
  {
  "test", "apple","star", "car", "house", "money"
  };

int main()
{
  int  iCnt;
  char  Val[200];

  printf("단어를 입력하세요\n");
  scanf("%s", Val);

  for(iCnt = test; smart_END > iCnt; ++iCnt)
  {
    if(0 == strcmp(Val, str[iCnt]) )
    {
      printf("입력한 단어와 일치하는 숫자는 %d 입니다.\n", iCnt);

      break;
    }
  }

  return 0;
}

이런식으로 사용한다고 한다.

위 소스에서 자세히 볼게        블럭친 부분이다.

smart_END가 최대 수를 저장하고 있으니

또 새로 추가되는 사항이 있을 시 변경할 필요가 없어져 유용하다.

--- 파일 입출력

파일 입출력은 고수준과 저수준이 있다.

고수준 : 효율 ↑ 응답속도↓ 버퍼 사용

저수준 : 효율 ↓ 응답속도↑ 버퍼 비사용

운영체제 입장에선 고수준 (버퍼 사용으로 CPU 점유율이 낮다.)

프로그램 입장에선 저수준 (버퍼 비사용으로 응답속도가 높지만 CPU 점유율이 높아진다)

고수준 함수 : fprintf, fscanf

저수준 함수 : write, read

고수준에서는 stdin, stdout, stderr을 인식하지만

저수준에서는 0, 1, 2만 인식한다.

read함수는 scanf에 비해 보안성이 좋다만,

프로그래머가 실수할 시 그 만큼 메모리를 덮어 씌우게 되니 주의해야 한다.

- 원형

ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);

fd : 파일 디스크립터

buf : 저장 버퍼

count : 입출력 문자 갯수

--- read()

#include  <fcntl.h>

int  read(  int  handle,  void  *buffer,  int  nbyte );

The read() function attempts to read nbytes from the file associated with handle, and places the characters read into buffer. If the file is opened using O_TEXT, it removes carriage returns and detects the end of the file.

The function returns the number of bytes read. On end-of-file, 0 is returned, on error it returns -1, setting errno to indicate the type of error that occurred.

enter 까지 입력 받는다.

--- write()

#include  <fcntl.h>

int  write(  int  handle,  void  *buffer,  int  nbyte  );

The write() function attempts to write nbytes from buffer to the file associated with handle. On text files, it expands each LF to a CR/LF.

The function returns the number of bytes written to the file. A return value of -1 indicates an error, with errno set appropriately.