Smart Controller

필기 64

실기 36

결과가 나오는대로 업데이트 !

제어기초 - 제어기초 시험공부

#1. 시험공고 및 시험공부

수요일 1,2교시는 제어기초의 마지막 시간이 될 것이다.

3,4교시는 시험을 치겠다.

/* 실기 : 반파 정류회로 구성(20점), 전파 정류회로 구성(16점)

필기 : AVR 특성 (20점),  ARM 특성(20점), 레지스터 개념(12점), 정류 개념(12점) */

브레드보드를 획득!

0.3inch(브레드보드에 있는 간격)는 IC회로의 정규규격이다.

구멍과 구멍간의 간격 100mil.

#2. 시험공부

전원공급 장치를 설계해 보자!(시험대비용)

전원입력 DC 9V ~

입력 2pin header + - 표시

출력 DC 9V. 5V. 3V +전압

#3. 시험공부

sine파에서 -반파를 넣어주기 위해서는

Capacitor로 정류를 하여도 ripple이 여전히 존재하는 경우에는 capacitor의 값을 높여 주면 된다!

#4. 시험공고

/* 3/4일 제어기초 시험

평가목적 - 회로에 대한 지식과 동작 원리에 대한 지식 평가 및 보완

평가방법 - 회로 제출(실기, 60분), 객관식 14문항(필기, 주관식, 60분)

평가내용 - CPU 기초 이론, 전기전자 기초이론, RLC회로 구성 능력

실기 : 반파 정류회로 구성(20점), 전파 정류회로 구성(16점)

필기 : AVR 특성 (20점),  ARM 특성(20점), 레지스터 개념(12점), 정류 개념(12점)

평가활용

- 실기 반파 정류 회로 10점 이하 : 관련 내용 재작성 및 재평가

- 실기 정파 정류 회로 8점 이하 : 관련 내용 재작성 및 재평가

- 필기 32점 이하 : 필기 시험 항목 관련 보고서 제출 및 재시험

//시험 문제를 고루 분포하는 유형

//이번 시험에는 강조했던 부분이 많이 나올 것이다.

*/

//제너 다이오드란?

제어기초 시험 정리

<실 기>

<필 기>

1. AVR 특성  

AVR 특징

-프로그램을 다운로드하여 저장할 수 있는 2k ~ 128k 바이트의 플래시 메모리를 내장

- 내부 EEPROM 용량: 128에서 512byte까지 가능

- 내부 Ocillator에 의해 동작하는 watchdog timer와 full duplex 방식의 다양한 외부 접속 장치를 내장

- 다양한 인터럽트 소스와 파워 절약 모드, 외부 메모리 추가가 가능

- 내장 Device

- Timer/Counter, 직렬 통신 장치, 아날로그 비교기, 외부 데이터 장치 인터페이스, 입출력 포트, SPI, 아날로그 디지털 변환기(ADC)

2. ARM 특성

ARM의 특징

- 소비 전력이 적다.

- 빠른 속도에도 발열이 적다.

- 베터리를 전원으로 사용하는 모바일 기기에서 가장 각광받는 요인이 됨.

- 칩 면적이 작다.

-소형화에 유리

-발열 문제 적음

- 고성능 32비트 RISC프로세서이다.

- 캐쉬메모리를 내장하여 파이프 라인 처리 방식으로 명령을 실행(1명령/1cycle)

- 명령 패치와 데이터 액세서를 동시에 수행할 수 있도록 개선

- 명령 처리 구조 단순화를 위해 모든 데이터 처리나 연산 명령은 내부 레지스터를 중심으로 이루어 지며 레지스터와 메모리 사이에 데이터 이동은 별도의 로드 및 스 토어 명령으로 수행한다.

- 많은 범용 레지스터와 효율적인 명령 세트를 가지고 있다.

- 명령 세트를 확장하기가 매우 용이한 구조(ISA ; Instruction Set Architecture) 로 되어 있다.

- Endian Mode 지원

- ARM사는 반도체 제조사가 아니다.

- 가격이 저렴하다.

3. 레지스터 개념

저항기(한자: 抵抗器, 영어: resistor)는 저항 성질을 띠는 회로 소자이다. 저항기는 여러 방법으로 종류를 나누는데, 가장 일반적으로 나누는 방법은 저항기가 소모할 수 있는 최대 전력으로 분류하는 것이다. 저항기에서 소모되는 전력은 다음과 같이 구할 수 있다.

  = 저항기에서 소모되는 전력

  = 저항기 양단에 걸린 전압

  = 저항기를 통해 흐르는 전류

 = 저항기의 저항

저항기에 따라 최대 허용전력이 다른 이유는, 저항기에서 소모되는 전력이 열 에너지로 전환되기 때문이다. 이 열 에너지 때문에 저항기의 온도가 상승하게 되는데, 저항기의 허용 온도를 초과하는 경우 저항기가 타버리게 된다.

저항의 두 가지 연결 방법

4. 정류 개념

정류 회로(Rectifier Circuit)는 가장 널리 쓰이는 다이오드 회로다. 정류 회로는 교류를 직류로 바꿔주는 것으로, 대부분의 전자 부품을 쓰기 위해 필요한 회로이다. 정류 회로는 다이오드가 '순방향 바이어스 전압'이 걸렸을 때만 전류를 흘려주는 특징을 이용한 것이다.

전원으로 사용하는 교류는 + 전압과 - 전압이 번갈아가면서 나온다. 교류 전압/전류를 나타내는 표현은 아주 많은데, 순간적으로 '최대'를 찍는 전압/전류 값을 '첨두값(Peak)'이라고 한다. 또, 단순히 평균을 낸 값을 '평균값(Average)'이라고 하고, 같은 에너지에 해당하는 값을 '실효값(RMS, Root Mean Square)'이라고 한다. 보통 교류에서 딱히 말을 안 했을 경우, 실효값을 기준으로 한다.

이 중에서 +나 -하나만 뽑아내는 것을 반파 정류(Half Wave Rectifier), +와 -를 모두 사용하는 것을 전파 정류(Full Wave Rectifier)라고 한다. 당연히 반파 정류가 효율이 좋지만, 회로가 복잡해진다. 순수하게 다이오드만 쓰는 건 아니고, 출력을 안정화시키는 필터를 꼭 단다.

꼭 알아둬야 할 점이 하나 있는데, 정류 회로는 '역방향 전압'도 걸리게 되므로, 다이오드에 걸릴 '최대 역방향 전압(PIV, Peak Inverse Voltage)'보다 에벌랜치 항복 전압이 더 큰 것을 써야 한다. 안 그러면 터지거나 타버린다.

반파 정류

회로가 아주 간단하다는 장점이 있지만, 원래 입력받은 에너지의 절반은 무조건 날리고 시작한다. 물론 그 사이에서 생기는 손실을 제외했을 때 50%가 날아간다.

코일건 만들 때 쓰는 부스트 컨버터 등 그닥 정교할 필요가 없고 복잡하게 회로를 짜기 곤란할 때나 쓰지, 실제 전원용으로 반파 정류를 쓰는 미친 회로는 없다. 다이오드가 하나 있으므로, 정류 출력 전압 변압기 출력 전압에 0.7V만 빼면 된다. 또한 다이오드에 걸리는 PIV는 변압기의 출력 전압과 같다.

전파 정류

전파 정류는 +와 -를 모두 뽑아서 쓰는 것으로, 반파 정류에 비해서 복잡하다. 전파 정류는 크게 3가지 방식이 있는데, 모두 상황에 따라 다르게 사용한다.

1. 중간 탭 전파 정류(Center Tap Full Wave Rectifier)는 변압기(Transformer) 출력 쪽에 다리가 3개 달린 것만 쓸 수 있다. 중간 탭 전파 정류 회로는 +- 기준이 중간 다리가 된다. 때문에 출력 전압 값이 1/2배가 된다. 여하튼 +를 한 번 출력할 때 다이오드를 1개 거치므로, 정류 출력 전압은 변압기 출력 전압에 0.7V를 뺀 만큼 나온다. 다이오드에 걸리는 PIV는 변압기의 출력 전압의 2배다. 변압기의 0점 기준은 중간이지만, 다이오드 입장에선 +와 -까지 걸리기 때문이다. 장점은 회로가 간단하다는 장점이 있지만, 다리 3개짜리 변압기를 써야된다는 조건이 붙는데다 전압이 1/2배로 작아지기 때문에 여러가지 귀찮은 일이 생긴다.

2. 브리지 전파 정류(Bridge Full Wave Rectifier)는 가장 많이 쓰이는 정류 회로로, 다이오드 4개를 교묘하게 다리처럼 배치했다. 중간 탭 방식처럼 다리 3개가 필요한 것도 아니고, 다이오드만 있으면 되니깐 쓰기엔 편하다. 하지만 다이오드를 4개나 쓰니깐 어떤 의미로 귀찮기도 하다. 다른 정류회로와 달리, 정류된 전류는 다이오드를 2개 지난다. 따라서 정류 출력 전압은 변압기 출력 전압에서 1.4V를 까면 된다. PIV는 변압기 출력 전압과 같다.

3. 양전원 브리지 전파 정류(Dual Comlementary Rectifier)는 + 전압과 - 전압을 모두 만들 수 있는 고급 전원 장치에 쓰인다. 모양은 그냥 브리지 정류 회로에서 중간 탭을 달고 0V 기준을 거기다가 잡아주는 것. 중간탭을 달면, 원래보다 변압기 출력이 1/2배가 됨을 알아두자. 다이오드에 걸리는 PIV는 변압기 출력의 2배가 된다.

제어기초 - 미분회로와 적분회로

#1. 미분회로와 적분회로

학습목표 - 캐패시터가 미/적분회로에서 어떻게 작용하는지 이해한다.

빼먹고 지나간 개념이 있어 집고 넘어간다.

적분 회로, 미분 회로.

앞으로 싸인파를 정현파, 톱니모양의 파형을 삼각파라고 부르며, 클럭형의 파를 구형파라고 부른다.

위의 회로에서 주목할 것은 캐패시터의 역할이다.

캐패시터는 크게 두 가지 역할을 한다. 하나는 직류를 차단하고 교류신호를 통과시킴으로써, 캐패시터를 중심으로 양쪽의 회로를 분리시키는 동시에 교류신호를 넘겨주는 역할이다.

다른 하나는 한쪽을 접지와 연결해두고서 입력 신호의 전압이 높으면 일단 빨아들여서 충전해 두었다고 입력 전압이 낮아지면 다시 흘러나가게 하는 충전지로서의 역할이다. 이것은 전원회로에서 안정된 전원을 공급할 수 있게 해준다.

전압이 상승되면, 즉 전자를 빨아당기는 힘이 증가하면, 캐패시터의 한쪽 전극의 입력에 전자를 빼앗기고 강한 + 상태가 된다.

일단 (+) 입력신호가 들어오면(=입력측에서 전자를 당기는 힘이 증가하면), 저항을 통해서 전자가 흐르면서 캐패시터의 한쪽 전극쪽에서 전자를 빼앗기게 된다. 전자를 채우거나 빼앗길 수 있는 능력은 캐패시터의 용량값에 따른 것이므로, 캐패시터 용량이 큰 것일 수록 더 많은 전자를 제공해 줄 수 있다. 

이 때, 캐패시터의 양단에 걸리는 캐패시터 양단에 걸리는 전압이 출력전압이 된다. 그런데, 전자를 내주는 속도가 일정하다면 캐패시터 양단에 걸리는 전압이 바뀌는 속도는 캐패시터 용량값에 따라 달라지게 된다.

즉 R과 C의 단위가 커지면 커질수록 클록의 모양이 완만해지게 된다. 이를 활용하여 삼각파를 만들 수 있다.

#2. 미분회로와 적분회로

학습목표 - 캐패시터가 미/적분회로에서 어떻게 작용하는지 이해한다.

적분회로에서 저항과 캐피시터의 자리를 바꾼 모양이다.

이 출력신호의 꼬리는 바로 캐패시터 용량과 저항의 크기에 따라 달라진다.

입력신호가 증가하는 경우면, 오르막이면, (+)신호로 출력이 되고, 감소하는 경우면, 내리막이면 (-)신호로 출력이 된다. 교류만 통과한다는 것이 바로 이러한 작용을 말하는 것이다.

 위의 출력파형 그림들 중에서 RC값이 펄스폭보다 매우 작은 경우를 말한다. 출력신호의 파형이 입력신호가 변화하는 부분만을 잘 보여주기 때문에, 수학적인 의미에서 기울기, 변화량만을 보여주는 미분과 같은 역할을 한다는 뜻에서 붙인 이름이다.

적분회로에 미분회로를 달아보자!

적분 후 다시 미분을 거치기에 원래의 입력 파형이 나와야 정상이지만 적분상수로 인해 파형이 완만해져 있음을 볼 수 있다.

#3. 버퍼와 인버터, RC회로 기초

학습목표 - 버퍼와 인버터의 기능을 이해하고 RC회로의 기초를 활용하여 문제를 풀 수 있다.

미/적분 회로를 거친 것이 원래의 파형을 갖도록 만들어주려면 버퍼를 사용하면 된다.

// 인터넷 속도와 CPU의 영상처리 속도에 차이로 인해(인터넷의 회선 속도 < PC에서 영상을 // 처리하는 속도) 영상이 지연될 때 이를 버퍼링 중이라고 한다.

데이터를 이동시킬 때 거리가 멀어지다보면 신호가 약해지는 현상이 일어난다. 이 때 신호를 증폭시켜주는 것이 버퍼이다.

// 버퍼의 반대되는 개념은 인버터(Inverter)이다.

//인버터 종류 7414

http://recipes.egloos.com/5831328 에서 각 회로도의 전압 값을 구해보자!

앞의 문제들에 대한 답은 아래와 같다.

(1)~(6) : ① +5V  ② 0 V

(7) : ① +5V ② +2.5 V ③ 0 V

(8) : ① +5V ② +2.5 V ③ 0 V

(9) : ① +5V ② +  5 V ③ 0 V

(10): ① +5V ② + 0 V ③ 0 V

// 전압은 저항이 있어야 인가된다. 저항이 ‘0’인 도선에 전압이 0이 걸리는 이유는 저항이 0이기 때문이다.

답에 대한 설명은 해당 사이트를 참조하면 된다.(http://recipes.egloos.com/5831328)

#4. RC회로 - 스위칭 특성과 시상수

학습목표 - 미/적분 회로의 원리를 이해한다.

http://recipes.egloos.com/5831386의 RC회로 - 스위칭 특성과 시상수

위의 그림에서 스위치가 ON/OFF일 때 전압의 변화를 알아보자.

1. 스위치가 off에서 on으로 바뀌는 경우

2. 스위치가 on에서 off로 바뀌는 경우.

위의 내용들을 바탕으로 미/적분회로를 이해할 수 있다.

/*펄스 폭이란 clock이 인가되어 전압이 유지되는 환경에서 일정 전압을 유지하는 시간과 같다.

예를 들어 60Mhz같은 경우 1초에 신호가 60번 바뀜을 의미한다. 이 때 신호가 바뀌는 것이 일정하다고 가정하면 펄스 폭은 이것의 2배인 120번이 된다.*/

수동소자 복습

패러데이의 법칙

감은 코일에 N극과 S극이 있는 자석을 대면 변화를 싫어하는 코일은 처음에는 밀어내는 척력이 작용하다가 자석이 멀리 움직이면 인력이 작용하게 된다.

/*이승규 선생님이 하사하신 선물

mully.net*/

1820년에 외르스테드(Oersted)는 전류가 흐르는 도선에 의하여 자기가 만들어진다는 사실을 발견하였다.

이에 패러데이와 헨리는 코일에 단순히 자석을 넣었다 뺐다 함으로서 도선에 전류가 흐를 수 있다는 사실을 발견하였다.

이와 같이 코일내에 자기장을 변화시켜 전압이 유도되는 현상을 전자기유도라고 한다.

이 때 코일의 개수가 늘어남에 따라 도선에 큰 전압이 유도된다. 이 때 감기도선의 수와 유도되는 전압은 정비례하여 늘어난다.

ex) 코일의 개수가 2개에서 4개가 되면 전압은 xV에서 2xV가 된다.

또한 자석의 움직이는 속도가 높아지면 높아질수록 큰 전압이 유도된다.

* 가정에서 자석을 활용하여 전기를 생산해보자.

준비물: 꼬마전구, 전선(집게가 달린), 자석, 스프링

실습 후 Faraday의 유도 법칙을 계산하여 변수를 변환하여 원하는 전력을 생산시켜보자.

2. 변압기

코일을 감은 횟수에 비례하여 자기장의 바뀌는 것을 원리로 원하는 전압으로 변환시키는 기계이다.

1차 코일과 2차 코일 사이에 철심을 넣으면 자기장은 철심에 집중되어 자기장의 변화에 더 민감하게 반응하게 된다.

* 승압변압기는 마치 공짜로 에너지를 얻는 것처럼 보인다. 하지만 전압이 높아지면 최대로 흐를 수 있는 전류가 줄기 때문에 에너지의 이득은 없다.

3. 저항 코일(인덕터), 축전기(캐피시터)

코일은 기존의 성질을 유지하려는 관성을 가지고 있다. 전류가 흐름으로써 자기장이 발생하면 이에 역기전력을 발생시켜 관성을 유지하려고 한다. 이 역기전력 때문에 전류는 서서히 증가하게 된다. 이러한 관성 때문에 전류와 전압의 흐름이 일정한 직류 전류를 계속 공급하는 반면에 교류는 전류를 통과시키지 못한다.

축전기는 도선의 일부가 끊어진 형태로, 직류전기를 흘려 보내면 축전기가 충전되는 동안에는 전류가 흐르지만 충전이 완료되면 전류가 더 이상 흐르지 않게 된다. 하지만 교류전기를 흘려보내면 충전과 방전이 번갈아가며 일어나기 때문에 전류는 계속 흐를 수 있게 된다.

임피던스(Impedence)

임피던스란 교류 회로의 합성저항을 말한다.

수동회로 소자를 단독으로 사용하는 경우는 드물다 회로의 손상을 줄이기 위해 복수의 회로 소자를 사용한다.

전원을 끌 때는 회로가 손상되는 것이 아니라 CPU에서 데이터 손상 및 오작동이 일어날 수 있다.

수동소자에서 레지스터는 전류를 막연하게 소모하는 것이고 인덕터(L)와 캐피시터(C)는 에너지를 충전하고 방전한다.

4. 다이오드(Diode)

+전하를 전공이라고 하고 -전하를 전자라고 한다. 실제로 전자만 움직이고 전공은 움직이지 않는다. 전공은 질량이 크기 때문이다.

전압을 걸면 전자들 사이에 척력이 발생하고 +쪽으로 이동하게 된다.

PN접합에서 전자는 -에서 +방향으로 이동하게 되는데 이 때 전류가 흐르는 순방향으로 PN이 달리게 되면 전류가 흐르지만 전류가 흐르는 역방향으로 PN접합이 있을 경우 전류가 흐르지 않게 된다.

5. 트랜지스터(Transistor)

채터링(Chatterinig) 방지 목적으로 위와 C1이 사용 되는 것을 알 수 있다.

//채터링은 전원을 켜고 끌 때 발생하는 아크, 잡음 등의 현상을 일컫는 말이다.

채터링 방지 목적으로 위와 C14/C1가 사용되었다. 스위치를 떼었을 때 불이 천천히 꺼지는 것을 확인할 수 있다.

반파, 전파정류회로도 및 강압회로도 그리기

우리가 가정에서 공급받는 상용전기는 AC(교류)220V이다.

전력(electric power : P)이란 전기가 단위시간인 1초 동안에 하는 일의 양을 말한다. 따라서 1초 동안에 많은 일을 하는 전기는 전력이 세다고 말하고 1초 동안에 많은 일을 하지 못할  때는 전력이 약하다고 말한다.

AC를 DC로 바꿀 때 정류회로가 필요하고 정류회로에는 diode가 필요하다.

//diode의 특성은 전류를 한쪽 방향으로만 흐르게 한다는 특성이 있다.

//캐패시터의 주요 기능은 충전과 방전이다.

지난 시간에 그렸던 반파/전파정류회로를 만들어 보자!

<반파 전류 회로>

<전파 전류 회로>

트랜스포머가 없을시 브릿지 전파 정류회로를 쓴다.

DC-AC inverter 만드는 순서

DC의 발진 주파수를 60hz로 맞춘다. -> Trans를 사용하여 전압을 낮춘다.

직류/교류로 변환 시 효율을 생각해야 한다.

AC-DC로 바꾼 후 전압을 낮추는 회로 만들기

Regulator(DC -> DC 강압)

전원에 관련한 내용이 수업에 많이 나오고 있다.

많이 쓰는 전압은 5v, 3.3v, 1.8v이다.

오늘 수업의 초점은 외부에서 전원을 받으면 많이 쓰이는 전압으로 바꾸어주는 회로도를 짜겠다.

오늘은 DC -> DC바꾸는 것이 초점을 맞춰 수업을 진행한다.

내일은 AC -> DC로 바꾸는 것을 하겠다.

레귤레이터를 사용하여 강압 하는 법을 알아본다.

프로테우스를 사용하여 7805 강압기를 만들어 본다.

!!! V out에 ground를 달면 shot가 일어난다.(건전지 + - 를 이어놓는 것과 같아짐)

강압의 가장 간단한 회로도이기 때문에 많이 쓰인다.

하나 더 해보자.

LM317로 5volt 만들기

외부 전압이 흘러 회로가 망가지는 것이 다른 제품에도 퍼지지 않게 막는 것을 절연이라고 한다.

이것을 위해 절연 IC를 사용한다. ex) MAX253(trancer의 생김새를 따서 꽃반지라고도 불림)

포토 커플러(Photo coupler)는 회로간을 전기적으로 절연한 상태에서 전기 신호를 전달하는 목적으로 발광소자와 수광소자를 광학적으로 결합하여 하나의 패키지에 내장한 광복합 소자를 말한다.

ex) PC817

절연 IC - DCR010505 Altium으로 그려보기

Regulator - 78XX와 LM317의 사용방법은 알아 두는 것이 좋다.

//오늘은 DC전압으로 만드는 것을 하였지만 내일은 교류 전압을 DC로 바꾸는 것을 한다.

휴대폰 충전기(MC34063) 시뮬레이션

휴대폰 충전기(MC34063) 프로테우스(proteus)에서 시뮬레이션 돌려보기

Capacitor가 ripple을 평화(平和)시켜주는 역할을 한다.

필요 없는 소자를 굳이 고르라고 하면 다이오드이다.

인덕터(Inductor)는 변화를 싫어하는 성질이 있어서 초기 전류가 흐르면 전류를 막아주고 전류흐름이 끊기면 전류를 흐르게 해준다.

인덕터의 용량이 커질수록 기울기가 완만해진다.

레지스터(resistor)가 비율이 1:3으로 되어야 한다.

Altium에서 라이브러리 활용으로 휴대폰 충전기 회로 설계

휴대폰 충전기(MC34063 ) Altium에서 만들어보기

새 프로젝트를 만든다.

핀 번호와 이름까지 지정해주고나서

생선된 회로파일의 이름을 제작된 회로도와 일치 시켜준 후에!

YES

다운받은 Altium 라이브러리 폴더를 C:\Users\Public\Documents\Altium\AD13\Library안에 넣어줍니다.

Step-up 방식으로 만들어 보자.

마무으리!

제어기초 - AVR과 ARM/Altium으로 반파정류회로 만들기

AVR이란

1.AVR이란.

ATMEL사가 개발한AVR은 현재 8비트 AVR과 32미트 AVR을 제공하고 있는 마이크로 컨트롤러이다.

AVR의 다양한 명령과 쉬운 구조를 띄고 있어 마이크로컨트롤러를 이해하는데 쉽게 접근할 수 있으며, 가격이 저렴하고 응용하

기 쉬워 산업시장에서도 많이 사용되어지고 있다.

AVR은 1개의 클록사이클에 1개의 명령을 처리할 수 있으며, 1.8V~5.5V까지 어느 전압이든 동작 시킬 수 있다

AVR의 종류

Tiny : 8-24 시리즈 핀수가 핀 정도의 작은 외형으로 대부분 외부 시스템버스가 없고 내부에 정 1K-2K byte도의 플래시 메모리

를 가지고 있어 용량도 작은 편이다 를 지원하지 않고 타이머가 없으며 비트 . UART RTC 16타이머가 없고 비트 타이머만 개 

있는 등 기능이나 성능이 비교적 낮지만 가격이 저렴하여 소형제어기에 8 1-2적당하다.

Mega : 28-100 8K-256Kbyte 256-4K byte 시리즈 핀 정도의 외형을 갖고 내부에 정도의 플래시 메모리와정도의 과 의 을 내

장하고 있다 의 클럭에서 의 속도를 갖는 등 성 EEPROM 512-4K byte SRAM . 20MHz 20MIPS능과 기능이 높으나 가격도 높

다.

AT90 : AT90S . 시리즈 중간정도 사양을 가진 시리즈로 의 경우에는 사양화 되었

AVR 내부 Block Diagram(Atmega 2560 data sheet)

1

AVR 특징

-프로그램을 다운로드하여 저장할 수 있는 2k ~ 128k 바이트의 플래시 메모리를 내장

- 내부 EEPROM 용량: 128에서 512byte까지 가능

- 내부 Ocillator에 의해 동작하는 watchdog timer와 full duplex 방식의 다양한 외부 접속 장치를 내장

- 다양한 인터럽트 소스와 파워 절약 모드, 외부 메모리 추가가 가능

- 내장 Device

- Timer/Counter, 직렬 통신 장치, 아날로그 비교기, 외부 데이터 장치 인터페이스, 입출력 포트, SPI, 아날로그 디지털 변환기(ADC)

ARM

ARM이란 무엇인가?

-Advanced RISC Machine의 약자

-향상된 RISC 기계

-임베디드 기기에 많이 사용되는 32-bit RISC 프로세서

-1985년 4월 26일 영국 캠브릿지에 있는 Arcon Computer사에서 처음으로 사용화 -> Arcon RISC Machine의 약자에서 ARM이라는 단어 유래

ARM의 종류

ARM의 특징

- 소비 전력이 적다.

- 빠른 속도에도 발열이 적다.

- 베터리를 전원으로 사용하는 모바일 기기에서 가장 각광받는 요인이 됨.

- 칩 면적이 작다.

-소형화에 유리

-발열 문제 적음

- 고성능 32비트 RISC프로세서이다.

- 캐쉬메모리를 내장하여 파이프 라인 처리 방식으로 명령을 실행(1명령/1cycle)

- 명령 패치와 데이터 액세서를 동시에 수행할 수 있도록 개선

- 명령 처리 구조 단순화를 위해 모든 데이터 처리나 연산 명령은 내부 레지스터를 중심으로 이루어 지며 레지스터와 메모리 사이에 데이터 이동은 별도의 로드 및 스 토어 명령으로 수행한다.

- 많은 범용 레지스터와 효율적인 명령 세트를 가지고 있다.

- 명령 세트를 확장하기가 매우 용이한 구조(ISA ; Instruction Set Architecture) 로 되어 있다.

- Endian Mode 지원

- ARM사는 반도체 제조사가 아니다.

- 가격이 저렴하다.

/* Endian : 컴퓨터나 메모리와 같은 1차원 공간에 여러 개의 연속된 대상을 배열하는 방법

Little Endian Mode : 큰 단위가 앞에 오는 것

Bit Endian Mode : 작은 단위가 앞에 오는 것

ARD의 응용 분야

- 임베디드 실시간 시스템 - 데이터 저장 장치, 자동차, 산업용 기기, 네트워크 장비 등과 같이 OS를 탑재하지 않은 프로세서 내장형 실시간 제어 시스템

- 개방형 응용 플랫폼 - Linux, Palm OS, Symbian OS, Windows CE 등의 OS를 탑재하여 다양한 응용 프로그램을 실행할 수 있는 개방형 플랫폼, 휴대용 기기, 오락 기기, 디지털 영상 처리 장비 등에 사용됨.

- 보안 응용 분야 - 스카트 카드, SIM 카드, 화폐지불시스템 등

** Altium 실습으로 반파 정류회로 만들기

제어기초 - 데이터시트의 도면 설계 및 시리얼 통신

액츄에이터(Actuator) - 전기 에너지를 역학 에너지로 변환시켜주는 도구.

USB to Serial

USB로 받은 정보를 RS232로 전달

USB -> UART -> RS232

1-------------

2--------------

1, 2의 IC 하나씩 선정

module을 구글에서 검색해 보면 정보를 얻을 수 있다.

1. FT232R

2. Maxim에서 만든 max시리즈(max231)

해당 데이터 시티를 검색하여 기본 outline에 대한 정보 확인 후 설계하면 된다.

Datesheet에 나와 있는 circuit board를 OrCad에서 직접 작성해 본다.

UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)

- 범용 비 동기식 serial

- Atmel 사에서 사용하는 직렬 통신 방법

- 송수신이 동시에 가능한 Full Duplex(전이중) 방식의 통신 모드 지원

- 비동기식 또는 동기식 통신 모드 지원

- 동기식으로 동장하는 Master 또는 Slave mode 지원

- 고 분해능의 Baud Rate 발진기를 내장

- 짝수 또는 홀수 Parity 발생/검사 기능을 Hardware로 지원

- 데이터 오버런/프레임 오류 검출 기능을 내장

- 시작 비트 검출과 디지털 저대역 필터 등과 같은 잡음 제거 기능 내장

Line Transceiver

Line Transmitter & Receiver

- UART의 출력 신호는 보통 TTL(DC5v) 신호 레벨

- TTL 신호를 입력 받아 노이즈에 강하고 멀리 갈 수 있게 해주는 인터페이스 직접회로를 사용 이를 Line driver/Receiver라고 부른다.

- 대표적인 기기는 RS232C, RS422 및 RS485

RS232C

- 수신: -3V 이하이면 1, +3V 이상이면 0

- 송신: -12V이하이면 1, +12V 이상이면 1

수신이 송신보다 레벨이 높아야 한다.

RS422

- Point To point Mode와 Multi-Drop mode 두 가지 mode 통신 방식 사용

RS485

- Non-Echo Mode와 Echo Mode의 두 가지 모드 통신 방식이다.

- 자신이 방출한 신호를 받을 수 있으면 Echo mode 받지 못하면 Non-Echo mode이다.

- 반이중통신 ex) 무전기