18회차--아두이노시리얼통신

AVR기초강좌

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시리얼통신기초상식

1. UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

가장 대중적으로 사용되는 시리얼 통신이며, 보통 RS-232C transceiver와 함께 쓰입니다.RX/TX 라인이 별도로 존재(full duplex)하고, 별도의 clock라인은 사용하지 않습니다.따라서 양측이 서로 Baud rate를 맞추어야 통신이 가능합니다.(Asynchronous 통신)

2. LIN(Local Interconnect Network)

자동차 업계에서 많이 사용하는 저속 차량용 네트워크로, UART를 사용합니다.LIN transceiver를 통하여 network는 RX/TX 구분 없이 1 line을 사용하여 통신(half-duplex)이 이루어집니다.(Asynchronous 통신)I2C, USB등과 유사하게 Master 기기가 통신을 시작하는 방식을 사용하며, 보통 20kbps이하의 저속 통신에 사용됩니다.

Master라는 것은 Serial 통신에서 통신을 시작할 수 있는 권한이 있는 디바이스로, Slave 장치는 Master 장치가 통신을 요청할 때 까지 어떠한 통신도 시작할 수 없습니다.

3. SPI(Serial Peripheral Interface Bus)또 다른 serial 장치로 CS, MISO, MOSI, SCK 4개의 선을 사용합니다.

RX/TX 라인이 별도로 존재(full-duplex)하며 CLK이 있습니다.(Synchronous 통신)

SPI는 Master/Slave 장치가 구별되며 Master에서 데이터를 보내는 양 만큼 Slave에서 데이터가 들어오게 됩니다.

이는 Master/Slave 양쪽에 shift register를 사용하기 때문이므로, Master 측에서 Tx만 필요한 경우 데이터를 보내는 순간 Slave에서 들어오는 데이터는 무시하면 됩니다.반면 Slave에서 보내는 데이터를 읽어야 할 경우 Master는 dummy 바이트를 보냄으로써 Slave로 부터 데이터를 받을 수 있습니다.

4. I2C(Inter Integrated Circuit)

I2C는 2개의 선만을 사용하며 이는 각각 data와 CLK에 해당합니다.(Synchronous 통신)data를 위한 1라인만 사용하므로 TX/RX를 1선으로 처리해야 하므로 half duplex 전송만 가능합니다.

I2C버스에서는 여러개의 Master와 Slave 장치가 연결될 수 있습니다.

half duplex 특성 상 TX/RX가동시에 발생할 수 없기 때문에 I2C는 Master가 모든 통신을 시작하며 Slave 장치는 여기에 응답만 가능합니다.이와 같은 통신의 특징은 USB에서도 찾을 수 있습니다.하지만 USB는 다중 Master를 지원하지 않는데 반하여 I2C는 다중 Master를 지원합니다.)

5. USB(Universal Serial Bus)

USB 장치도 I2C와 같이 Master(USB에서는 Host라는 용어를 사용)만이 트랜잭션을 시작할 수 있으며 Slave(USB에서는 device라는 용어를 사용)는 여기에 응답만 가능합니다.

하지만 USB는 CLK을 위한 선이 별도로 없다는 점에서 I2C와 차이가 있습니다.(Asynchronous 통신)다중 Master(Host)도 허용되지 않습니다.

6. I2S(Integrated Interchip Sound)

I2S는 오디오 신호 전송용 Serial 통신으로 Tx, Rx, CLK, Frame Sync. 4개의 선으로 이루어져 있습니다.I2S를 통해서 다양한 형식의 PCM 오디오 데이터가 전송될 수 있습니다.시스템에서 오디오는 보통 한방향으로만 전송되는 경우가 많으므로 Tx, Rx 중 하나만 사용하여 3개의 선만 사용하는 경우가 많습니다.

7. CAN(Controller Area Network)

SWCAN과 DWCAN이 존재합니다.

SWCAN은 low speed(33.3KBit/s ~) 전송용으로 사용되며 1wire 통신입니다.

DWCAN은 high speed( ~1MBit/s) 전송용으로 사용되며 이를 위해 2wire를 사용하며, 두 선은 각각 +, - 만 변경된 동일한 신호를 가집니다.

CAN bus에는 여러개의 모듈이 연결되고 Master/Slave 개념 없이 서로 동등하게 통신이 이루어집니다.

8. MOST50

MOST50은 차량용 멀티미디어 데이터 전송용 버스로 MOST25/150에서는 광통신을 사용하지만 MOST50에서는 wire를 사용합니다.

MOST50의 경우 48kHz마다 1 frame - 128byte 데이터가 MOST ring을 통해 전송됩니다.

이와 같은 frame은 Timing Master 기능이 있는 특정 모듈이 만들어 보내며, 차례로 Most ring에 포함된 모든 장치를 지나가게 됩니다.

각 장치는 해당 frame의 빈곳에 자신의 데이터를 넣어서 다음 장치로 재전송하게 됩니다.

MOST ring에는 Timing Master 이외에 Network Master, Connection Master, Power Master 등 다른 Master 기능을 가진 장치가 존재합니다.

[출처] 시리얼 통신 방식(UART, LIN, SPI, I2C, USB, I2S, CAN, MOST50)|작성자 유토피아

LCD

LCD란 Liquid Crystal Display의 약자로 액정 표시 장치를 말합니다. 액정(Liquid Crystal)이란 액체처럼 유체의 성질을 가지며, 고체처럼 광학 성질을 가지는 물질을 말합니다. 

또한 액정은 전기적 신호를 가해 원하는 방향으로 배열하여 빛을 투과시키거나 차단 시킬 수 있습니다. 

I2C LCD 모듈이란?

 

 

아두이노 프로젝트 제작에 있어 가장 보편적으로 사용되는 LCD는 16*2 Character LCD로서

1줄에 16개의 문자씩 총 2줄에 문자를 표기할 수 있는 LCD 입니다. 

대부분의 16*2 LCD는 5V 전원을 통해 Backlight를 동작 시킬 수 있으며, 가변 저항을 통해 문자의 명암(선명도)를 조절할 수 있습니다. 

 

코코아팹 튜토리얼을 통해 16*2 LCD 사용법을 알아보실 수 있습니다.

###관련사이트-링크해서 보기

https://www.kocoafab.cc/tutorial/view/689

https://kocoafab.cc/tutorial/view/372   LCD에 문자출력하기

< 사진 출처 : 코코아팹링크 ..삼성 디스플레이 블로그

1) LCD란 무엇인가?

LCD는 Liquid Crystal Display의 약자로 액정표시장치를 말합니다. 여기에서 액정 (Liquid Crystal)이란 액체처럼 유체의 성질을 가지면서 고체처럼 광학적 성질을 가지는 물질입니다. 또한 액정은 고체표면에 액정이 특정 방향으로 정렬할 수 도 있어, 전기적 신호를 가해 원하는 방향으로 배열하여 빛을 투과시키거나 차단시킬 수 있습니다.
 

LCD는 이러한 액정의 성질을 이용합니다. 빛을 내는 백라이트, 백라이트에서 나온 빛을 한 방향으로  투과시키기 위한 편광판, 각 픽셀에 대한 액정 배열을 조절하여 투과하는 빛의 양을 제어하는 TFT, 그 다음으로 액정이 순서대로 위치하여 구성이됩니다. 또한 컬러 지원여부에 따라 컬러 필터가 추가될 수 있습니다.

2) LCD 사용방법

 

이 예제에서 16개의 문자를 2줄로, 총 32개 문자를 표현할 수 있는 LCD를 사용합니다.

LCD는 아래와 같은 핀 배치로 구성되어 있으며, DB0-DB7까지의 핀들을 통해서 문자를 표시 할 수 있습니다

코드내용

#include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h>
 
// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);  // I2C LCD 객체 선언
 
void setup() {   // initialize the LCD   lcd.begin(); // lcd를 사용을 시작합니다.   lcd.backlight(); // backlight를 On 시킵니다.   lcd.print("Hello, world!"); // 화면에 Hello, world!를 출력합니다. }
 
void loop(){ }