2. FND & Timer

1. 회로

• PORTC      : 데이터 처리용
• PORTE(4~7)  : 데이터 제어용
• PORTD.7     : LED

 

2. 프로그램 설계

• UART를 통해 데이터를 받아옵니다.
• 데이터 값을 타이머가 1초씩 지나갈때마다 인터럽트가 발생하게 되며, 발생할때 마다 1씩 감소시킵니다.
• FND 4자리 중 앞 2자리는 분, 뒤 2자리는 초를 나타내며 실제 시간과 같이 0초가 되면 59초로 변경합니다.

 

[FND 필요 기능]

외부 소통 함수(disp_some)	초기 화면
	각종 예외 발생 상황 보여주기
	각 센서 값 출력

 

[Timer2 필요 기능]

입력받은 숫자를 시간에 맞게 동작하도록 데이터 처리	0초가 끝나면 59초로 이동
	타이머 종료시 종료 문구
	종료에 따른 새로운 동작을 위한 플래그 변경

 

3. 동작 방식

 

3.1 FND 동작 방식

FND는 세그먼트 방식의 숫자 표시 소자로서 7개의 세그먼트로 숫자를 표기합니다.

 

3.2.1 FND 동작 방식

FND는 세그먼트 방식의 숫자 표시 소자로서 7개의 세그먼트로 숫자를 표기합니다.

 

( 세그먼트의 2가지 타입 )

• 하나당 7개의 핀이 필요
• 4자리 FND를 사용하면 총 28개의 핀이 필요하지만 FND를 제어하여 시간을 빠르게 각 자리를 옮기며 데이터를 출력하면 4자리 모두 표현 가능한 것처럼 보일 수 있습니다.
• 숫자를 표시하기 위한 데이터 값은 0~9까지만 사용하므로 아래와 같습니다.

 

( 각 숫자 폰트 표시를 위한 데이터 값 )

• FND는 타이머 표시를 위한 출력용으로 타이머를 설정하면 해당 타이머가 0까지 동작하는 것을 보여줍니다.
• 패킷으로 사용자의 입력을 받은 후 데이터를 처리하여 타이머가 동작했을 때 0까지 움직이며 동작 중 특정 시나리오의 위험 상황(화재)나 강제 종료하지 않는 한 다른 센서는 읽지 않으며 패킷이 들어오면 무시를 합니다.

 

3.2 Timer 동작 방식

• 타이머는 MUC 내부 클럭을 입력으로 사용하여 이를 분주해서 클럭소스로 사용합니다. 
• 2개의 8비트 타이머인 T0와 T2, 16비트 타이머인 T1과 T3가 있습니다.
• FND및 각 종 센서의 시간을 처리하기 위하여 CTC모드를 지원하는 8비트의 T2를 사용하였습니다.

( CTC  동작 )

• CTC 동작의 경우 값을 카운트해가며 OCR값과 일치하게 되면 토글이 되며 다시 0부터 카운트를 반복하는 모드입니다.
• 아트메가는 14.7456MHz로 8분주를 하여 OCR값이 100이면 50us이므로 1초는 20000번을 반복하여 만들 수 있습니다. 이를 통해 매초 마다 시간을 감소 시키는 타이머를 만들었습니다.
• 타이머 인터럽트는 내부 클럭을 사용하여 기존 인터럽트와 개별적으로 동작이 가능합니다.

 

4. 프로그램 ( timer.c )

#include "header.h"
#include "timer.h"
#include "lcd.h"
 
/*
 * Uart를 통한 사용자 입력
 * 원래는 문자열 -> 숫자 변환 
 */
int userTimeInput;
 
/*
 * CTC count값 
 */
int timerCnt; // CTC 방식
 
/* FND 처리 */
/*
 * Segment 1개의 숫자 표현을 위한 데이터셋  
 */
unsigned char num_data[] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xd8, 0x80, 0x90}; // 7-segment의 숫자 0~9까지 표현
/*
 * FND 자리 변경
 */
unsigned int Port_fnd[] = {0x1f, 0x2f, 0x4f, 0x8f}; // PORTE.4 5 6 7 전환 
 
void fnd_disp()
{
    /*
     * PORTE 0123 다른 용도 사용하기 위해 &사용  B -> C test
     */
     PORTE = Port_fnd[3]; PORTC = num_data[userTimeInput/1000%10]; _delay_us(1000); PORTC=0xff;
     PORTE = Port_fnd[2]; PORTC = num_data[userTimeInput/100%10];  _delay_us(1000); PORTC=0xff;
     PORTE = Port_fnd[1]; PORTC = num_data[userTimeInput/10%10];   _delay_us(1000); PORTC=0xff;
     PORTE = Port_fnd[0]; PORTC = num_data[userTimeInput/1%10];    _delay_us(1000); PORTC=0xff;    
}
 
ISR(TIMER2_COMP_vect)
{       
    timerCnt++; 
    
    if(timerCnt == 20000) // 1초 
    {     
        timerCnt = 0;
        userTimeInput--;
        if(userTimeInput == 0)
        {
            // To Change LED ON
            PORTD |= 0x80;
            PORTE = 0x00;
            disp_some("Timer is Done","",3000);
        }
        if(userTimeInput%100 == 99){
            userTimeInput -= 40;
        }        
    }             
}
 
void init_timer_Timer2(void)
{
    TCCR2 = 0x00;           // 초기화 
    TCCR2 |= (1 << WGM21) | (1 << COM20);   // CTC 모드
    OCR2 = 100;             // 카운터 비교 값 50us
    TCCR2 |= 1 << CS21;     // 8분주
    TIMSK = 1<<OCIE2;       // 출력비교 인터럽트 허가
}
 
 
void var_Init(){
    timerCnt = 0;
    lsCnt = 0;
}
 
void init_Timer(void)
{
    var_Init();
    init_timer_Timer2();
}

 

5. 결과