[첫 번째 AVR 작품! - LED에 불 켜기]

LED란 Light-Emitting Diode의 약자로서, 전기가 흐를 때 빛을 내는 소자입니다.
우리말로는 발광다이오드라고 부릅니다.

AVR을 비롯한 MCU로 LED를 제어해보는 실습은,
마치 C언어에서 hello world!를 출력해보는 것과 같습니다.

이는 MCU로 할 수 있는 가장 기초적인 실습 중 하나로서, 현재의 개발 환경에
문제가 없음을 확인시켜 주고, LED에 불을 켬과 동시에 마이크로컨트롤러
세계로의 성공적인 입장을 환영하는 신호탄 역할을 해주기 때문입니다.

일단 무작정 LED 제어 실습을 따라 해봅시다.

[필요 준비물]
- JMOD128 개발 키트 + USB 케이블
- LED 1개
- Female 점퍼 케이블 2개

1. USB 케이블을 이용하여 JMOD128 개발 키트와 PC를 연결합니다.
그럼 앞서 설명드린 대로 장치관리자에 "CP210x USB to UART Bridge"가 정상적으로
나타나야 합니다.

2. 설치된 AVR STUDIO 4를 실행합니다.

3. 메뉴의 Project -> New Project를 선택합니다.

AVR 프로그래밍 언어로서 C언어와 어셈블리어 둘 중 하나를 이용할 수 있습니다.
위 화면에 보이는 Atmel AVR Assembler는 어셈블리어로 프로그래밍을 할 때,
그리고 그 아래의 AVR GCC는 C언어로 프로그래밍 할 때 선택합니다.

우리는 C언어를 사용할 것이기 때문에 AVR GCC를 선택하고,
Project Name엔 적당한 이름을 입력해 줍니다. 저는 test1이라고 입력했습니다.

그리고 아래의 Location 부분에 소스코드가 저장 될 위치를 선택합니다.
후에 컴파일 된 결과 파일도 이 폴더 아래 저장되므로 잘 기억하고 있어야 합니다.

이제 Next 버튼을 누른 후, Device 목록에서 우리가 사용하는 AVR인 ATmega128을 선택해줍니다.

왼쪽의 Debug platform은 아무거나 선택해도 상관없지만,
선택했을 때 우측의 Device 목록에 ATmega128이 나타나는 것이어야만 합니다.

저는 AVR ONE!을 선택한 후 ATmega128을 선택하였습니다.
이 작업은 ATmega128에 적합한 헤더 파일을 연결해주는 역할을 합니다.

이제 Finish 버튼을 눌러 새 프로젝트 생성을 완료합니다.
그럼 다음과 같이 AVR 프로그래밍의 기본 환경 구성이 나타납니다.

4. 다음으로 컴파일러인 WinAVR과 인터페이스인 AVR Studio 4를 서로 연결시켜주는
작업이 필요합니다.

메뉴의 Project -> Configuration Options -> 죄측탭 최하단의 Custom Options ->
우측아래 Use AVR Toolchain 체크 제거 -> avr-gcc에 C:\WinAVR-20100110\bin\avr-gcc.exe를
찾아서 입력 -> make에 C:\WinAVR-20100110\utils\bin\make.exe을 찾아서 입력합니다.
(아래 캡쳐 화면 참고)

이 작업은 처음 AVR Studio를 사용할 때 쉽게 간과할 수 있는 부분으로서,
이 같은 설정이 이루어지지 않으면 컴파일이 진행되지 않으므로 유의하도록 합니다.

5. 이로써 개발 준비가 완료되었습니다.
이제 LED에 불을 켜기 위한 소스코드를 소스입력 창에 입력합니다.

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
DDRA = 0xff;
PORTA = 0xff;

return 0;
}

6. 소스 코드 입력을 마친 후에는, Build -> Build 메뉴를 선택하거나,
단축키인 F7을 눌러 컴파일을 진행합니다.

만약 오타나 다른 문제 없었다면, 아래의 메시지 윈도우에 Build succeeded with 0 Warnings라는
메시지가 출력됩니다. 반면, 문제가 발견 된 경우엔 Error나 Warnings 오류가 출력됩니다.
(참고로 Warnings 오류의 경우엔 그냥 무시해도 괜찮은 경우가 많이 있습니다.)

7. 다음으로 LED 하나를 준비한 후, 개발 보드의 PORT A핀에 연결하겠습니다.
LED는 극성이 있으므로, 긴쪽인 양극(+)과 짧은쪽인 음극(-)을 잘 확인하면서 연결합니다.

양극(+) 점퍼는 개발 키트의 PORT A라고 적힌 핀들 중 하나에 입력하고,
음극(-) 점퍼는 개발 키트의 GND라고 적힌 핀에 입력합니다.

다음으로 개발 키트의 설정 상태를 확인합니다.
전원 점퍼의 설정은 USB, 그 아래의 스위치 설정은 ISP로 되어있어야 합니다.

* 위 사진을 참고하여 점퍼와 스위치의 상태를 맞춰줍니다.

8. 이제 컴파일 된 바이너리를 ATmega128 MCU에 다운로딩 할 차례입니다.
메뉴의 Tools -> Program AVR -> Auto Connect를 선택합니다.

다음과 같이 업데이트 윈도우 출력되면 정상적으로 인식이 잘 된 것입니다.
하지만 업데이트 기능이 실제로는 정상 작동하지 않으므로 취소를 클릭합니다.

하지만 만약 다음과 같이 Connect Failed 오류가 출력되면 개발 키트의 스위치 설정이나
드라이버가 제대로 설치됐는지를 다시 한번 확인해 보시기 바랍니다.

* 정상 인식이 안 된 경우의 화면

* USB의 COM Port가 COM10을 넘어갈 경우에도 정상 인식이 되지 않습니다.
이는 AVR-Studio4가 COM9까지만을 인식하기 때문입니다. 이 경우엔 장치관리자에서
COM 번호를 COM9 이하로 변경해 주시기 바랍니다. (속성->포트설정->고급->COM 포트 번호)

개발 키트와의 연결 후에도 ATmega128과의 통신이 잘 되는지를 한번 더 확인해야 합니다.
이를 확인하는 가장 쉬운 방법은 AVR 칩의 Signature를 읽어보는 것입니다.

Sinature란 칩의 고유 ID로서, Main 탭의 Read Signature 버튼을 눌러 확인할 수 있습니다.
읽은 후, 0x1E 0x97 0x02 Signature matches selected device 라는 메시지가 나오면 정상입니다.
이는 ATMega128에 해당하는 고유 ID 값입니다.

9. 다음으로 Program ->Input HEX File에 컴파일 된 바이너리를 지정합니다.
이 때 위치는 처음 프로젝트를 생성할 때 지정한 폴더이며, 만약 프로젝트의 위치를
찾지 못하겠다면, 기본 폴더인 내문서에서 확인해 보시기 바랍니다.

컴파일 된 바이너리는 인텔에서 만든 HEX라는 포맷으로 변환되어 다루어집니다.
그렇기 때문에 다음과 같이 HEX 파일을 선택해 줍니다.

10. 이제 마지막으로 Input HEX File 아래 "Program" 버튼을 누르면 다운로딩이 시작됩니다.

위 캡쳐화면의 아래처럼 OK!가 여러 번 뜨면 문제 없이 다운로딩이 완료 된 것이며,
다운로딩이 완료된 후엔 프로그램이 자동으로 실행됩니다.

다음과 같이 LED에 불이 들어오면 대성공입니다!

여기까지 문제없이 마치셨다면 MCU 세계로의 성공적인 입장을 축하드립니다~!

추가적으로 Port A에 해당하는 8핀들 중 어떤 곳에 연결하더라도 불이 들어오는 것을 확인해 보시고,
또 Port B나 C 등 출력 설정을 하지 않은 다른 핀에서는 불이 들어오지 않는 것 역시 확인해 봅시다.
이처럼 개발 키트가 작동 중인 상태에서 핀을 바꾸어도 아무런 문제가 없으니 걱정 마시기 바랍니다.

<아싸 구타 그림>