[Port 입력 예제 : PORTB에 입력 발생 시 LED 켜기]

MCU의 PORT에 전기 신호를 출력하기 위해 DDRx 레지스터를 출력모드로 설정한 후,
PORTx 레지스터를 사용했었습니다.

반대로 전기 신호를 입력받기 위해선 DDRx 레지스터의 값을 입력모드로 설정한 후,
PINx 레지스터를 사용하게 됩니다. 지징된 핀에 5v의 전기가 흐를 경우 해당 PINx로 읽어낸
핀의 값은 1, 반대로 0v의 전기가 흐를 경우 해당 핀의 값은 0이 됩니다.

다음은 PB0번 핀에 전기 신호 입력이 발생할 경우, PA0에 전기 신호를 출력하는 예제 코드입니다.

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
DDRA = 0xff;
DDRB = 0x00;

while(1)
{
if(PINB & 0x01)
PORTA = 0x01;
else
PORTA = 0x00;
}
}

[소스 설명]
- PORTB는 입력모드로 사용할 것이므로 DDRB를 0x00으로 설정해 주었습니다.
- PINB 레지스터는 PINB로 들어오는 입력값을 돌려줍니다.
- PINB & 0x01은 AND 연산을 통해 PB0이 1인지 0인지를 확인하기 위함입니다.
- 만약 PB0에 입력이 확인되면, PA0에 연결된 LED에 불을 켭니다.
- 그리고 그 반대라면 LED의 불을 끕니다.

다음은 위 소스에 해당하는 회로를 구성한 모습입니다.

슬라이드 스위치의 가운데 핀에 PB0을 연결하였으며, 가장 윗 핀은 그라운드에
그리고 가장 아랫 핀은 JMOD-128 왼쪽 핀들 중 가장 아래서 두 번째인 RSTN 핀에
연결하였습니다.

여기서 RSTN 핀을 사용한 이유는, 이 RSTN 핀이 항상 5v 전기 신호를 출력하고 있기
때문입니다. 즉, PB0 핀에 입력을 주기 위해선 어디선가 전기 신호를 끌어와 써야 하는데,
이 예제에선 RSTN 핀을 사용한 것입니다.

RSTN은 Atmega128의 RESET 핀으로서, ATmega128을 리셋(즉, 재부팅) 시키는 역할을
합니다. 이 핀은 특성상 0v가 입력될 때 리셋이 되기 때문에 평상시엔 항상 5v가 흐르고
있게 됩니다. (이러한 방식을 Active Low라고 합니다.)

이제 컴파일 된 프로그램을 다운로딩 한 후, 스위치를 아래로 내리면 LED가 켜지고,
다시 위로 올리면 LED가 꺼질 것입니다.

* http://bit.ly/12VX8XR

스위치를 아래로 내렸을 때엔 다음과 같이 RSTN 핀으로부터 흘러온 5v 전류가 PB0의
입력으로 전달되기 때문에 PB0의 값이 1이 되며,

반대로 스위치를 올렸을 때엔 다음과 같이 PB0의 전류가 그라운드로 빠져나가 0v가
되기 때문에 PB의 값은 0이 되는 것입니다.

그런데 여기서 가질 수 있는 의문점은 '꼭 그라운드 입력이 필요한가?'일 것입니다.
PB0에 아무 것도 입력하지 않는다면 자연스럽게 0v가 될 것 같다는 생각이 들기 때문입니다.

하지만 만약 그라운드 입력을 하지 않은 상태에서 스위치를 올리게 되면,
PB0은 5v도 아니고 0v도 아닌 "플로팅(floating)"이라고 불리는 불안정한 상태가 되어버립니다.
즉, floating이라는 단어의 뜻 그대로 붕 떠있는 상태가 되는 것입니다.

이 때엔 PB0에 잔류전류가 남아 있는 상태가 되기도 하며, 주변 회로의 영향을 받아
값이 유동적으로 바뀌기도 합니다. 그래서 이로 인해 오작동을 하고, 원하는 결과를
얻을 수 없게 됩니다.

그렇기 때문에 예제와 같이 그라운드 연결을 통해 확실한 0v를 만들어 주는 것이 필요합니다.
이는 초보시절 쉽게 범할 수 있는 실수이므로 꼭 기억하도록 합시다.

마지막으로, 혹시 PORTA 하나만으로 입력과 출력을 모두 처리할 수는 없을까요?
이 역시 가능합니다.

#include <avr/io.h>

int main(void)
{
DDRA = 0x00000001;

while(1)
{
if(PINA & 0b00000010)
PORTA = 0x01;
else
PORTA = 0x00;

}
}

위 코드를 보면, PA0에 해당하는 LSB는 출력모드인 1로, 그리고 PA1에 해당하는
그 다음 왼쪽 비트는 입력모드인 0으로 설정하였습니다.
그리고 PINA 값을 확인할 때엔 입력모드로 설정한 비트를 참조합니다.

이에 맞게 스위치의 위치를 옮긴 회로는 다음과 같습니다.