ATMEGA 2560 개발키트 사용기

NTC Atmega2560 개발 키트 사용기
1. 개발 키트의 구성
2010, 04, 알피공(최진영)
NTC 제품의 테스트 선정 된 후 택배로 온 박스를 열어 보았다. 박스에는 예전에도 보았던
NTC의 보라색 박스에 담긴 “KD-2560PRO V01” ATEMGA2560 개발 키트(이하 개발 키트),
그리고 정전기 방지 재질로 된 봉지에 담긴 AB-E2560 확장 보드를 볼 수 있다. 개발 키트
는 다음과 같은 구성으로 되어 있다.
MCU 모듈 :: AM-2560Pro V01
메인 보드 :: AB-M2560
USB ISP ::
이 외에는
SMPS 12V, 1A
MCU 모듈과 PC의 시리얼 통신을 위한 SE-3T9 시리얼 통신 케이블
확장 보드 연결을 위한 SE-2X520 케이블 3개
예제와 각종 자료가 들어 있는 CD 롬
우선 박스를 열었을 때 한가지 아쉬운 것은 이 패키지에 포함된 물품의 리스트가 없었다는
것이다. 비록 CD 안의 개발 키트 설명서를 보면 물품의 목록을 확인할 수 있다. 하지만 박
스를 열었을 때 즉시 내용물을 확인할 수 있도록 종이로 된 물품 리스트를 포함하거나 박스
외부에 스티커로 부착하는 것이 좋을 것 같다.
이 글에서는 이 개발 키트의 주인공이라고 할 수 있는 MCU 모듈(AM-2560Pro V01), 그리고
이 주인공을 빛나게 해주는 조연들인 메인 보드(AB-M2560), 그리고 별도로 포함된 만능기
판용 확장보드에 대해서 살펴보고, 개발에 필수 품인 USB-ISP와 이 개발 키트를 최대한 활
용할 수 있게 해주는 자료(소프트웨어, 소스 코드, 문서)가 들어 있는 CD에 대해서 살펴보
았다.
2. MCU 모듈 AM-2560Pro V01
MCU 모듈에 사용된 커넥터는 쉽게 구할 수 있는 2.54mm(100mil) 간격이 아닌 2mm 간격
의 커넥터를 이용해서 메인 기판에 부착할 수 있도록 되어 있다. 이 커넥터를 사용하기로
결정하는 과정에서 상당히 많은 고민을 했으리라 생각한다. 전자 부품을 구하기 위해서 발
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품을 팔고, 인터넷을 뒤져온 사용자라면 2.54mm 간격이 아닌 2.0mm 간격의 커넥터와 원하
는 크기의 만능보드를 구하는 쉽지 않다는 것을 알 수 있다.
그러면 왜 MCU 모듈에서 2mm 간격의 커넥터를 이용했을까? 라는 생각을 해보면 이
Atmeag2560의 너무나도 많은 다리(100개) 때문이라는 답을 얻을 수 있다. Atmega2560은 그
많은 기능에 걸맞은(?) 100개라는 다리 수를 자랑하고 있다. 2.54mm 간격의 커넥터를 사용하
게 되면 그 크기가 커져야 한다. 예전 4개의 UART를 이용하기 위해서 구입했던 A사의
Atmega2560 개발 보드와 NTC의 제품을 비교한 사진이다.
이렇게 보니 확실히 보드의 크기가 줄어든 것을 볼 수 있다. 하지만 여전히 다른 사용자들
은 만능기판에서 이 MCU 모듈을 사용할 수 없다는 결점을 지적할 지 모른다. 하지만 이렇
게 100 핀이나 되는 MCU를 위한 MCU 모듈을 한번이라도 만능기판에서 사용하기 위해 납
땜을 해 본 사용자라면 납땜을 하다가 지쳐서라도 이런 MCU 모듈을 만능기판에서 사용하
는 것이 쉽지 않다는 것을 느끼게 될 것이다.
NTC의 MCU 모듈의 장점은 MCU 모듈에 PC와 시리얼 통신을 위한 MAX3232라는 전압
레벨 변환 IC를 부착한 것이다. NTC의 MCU 모듈은 PC와의 통신을 위해서 매번 MAX232
와 같은 IC를 납땜해서 사용해야 한다는 불편함을 없애 준 것이다. 이 하나만을 보더라도
사용자를 위해서 많은 배려를 했다는 것을 알 수 있다. 또한 MAX3232를 사용함으로써
3.3V를 사용하는 경우도 대비하였다는 것이다.
하지만 이 MCU 모듈의 PCB에는 실크 인쇄에 한가지 실수가 있다. Atmega2560과 Pin-to-
Pin 호환인 Atmega1280을 이 MCU 보드에서도 사용할 수 있으므로 사용된 MCU에 따라서
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MCU 모듈의 모듈명을 표시하기 위해서 “AM-1280” 과 “AM-2560” 라고 둘 다 적은 뒤 한
개에 선택해서 체크를 해야 하는데, 실수로 둘 다 “AM-1280”로 적은 것이다. 물론 AVR의
모델명을 보면 확인할 수 있지만 제품을 포장할 때, 그리고 소비자가 잘못 보면 오해를 할
수 있으므로 이 후에는 수정되어야 할 것이다.
3. 메인 보드 AB-M2560
예전에 NTC의 제품을 사용할 때 다른 회사의 제품에 비교해서 차별성을 가지는 것이
ATmega128의 PORT G를 제외한 AVR의 대부분의 포트를 10핀 HIF 커넥터를 이용해서 연
결할 수 있도록 했다는 것이다. 물론 같은 커넥터를 이용하여 연결할 수 있는 LED, 스위치,
스텝 모터 컨트롤러 등 다양한 확장보드를 제공함으로써 사용자들이 최대한 편하게 개발 할
수 있도록 하고 있다.
NTC의 개발보드는 예전의 Atmega128을 위한 개발 보드에서부터 사용한 이 10핀 커넥터를
위한 확장기능이 본인이 보기에는 일반 사용자를 상당히 많이 고려한 것이라고 생각한다.
개발 연습을 위한 대부분의 주변기기를 하나의 보드에 다 포함시킨 개발 키트의 경우 그 가
격이 30에서 70만원까지 형성되어 있기 때문에 초보 및 일반 사용자들이 그 장비를 구입하
는 것이 쉽지 않다.
초보에서 중급자는 참으로 단순한 기능들, 즉 LED 몇 개, 또는 스위치 몇 개, 또는 LED와
스위치, 아니면 스위치와 Text LCD라는 간단한 주변 장치들로도 어느 정도의 실습이 가능하
며, 이런 실습을 통해서 원하지 않는 주변 장치들이 잔뜩 붙어 있는 개발 장비를 구입하는
것 보다 필요한 외부 장비만 구입할 수 있다면, 그것도 쉽게 연결할 수 있다면 많은 도움이
된다.
여기 잠시 한가지 생각 해 볼 것은 LCD와 같은 8비트 데이터 버스를 가지는 외부 장비들
을 메모리 매핑 방식으로 하나의 키트로 구성하는 방식에 대해서이다. 왜 이렇게 구성을 했
을까? 이런 메모리 매핑 방식으로 회로를 구성해서 사용할 경우 개인이 주변기기를 연결하
기 위해서는 많은 배선을 해야 하는데, 이 때 메인 회로의 수정이 불가피 함으로써 처음부
터 많은 주변기기가 달려 있어야만 한다. AVR과 같이 손쉽게 GPIO를 통한 확장이 쉽지 않
다는 것이다.
이런 방식의 개발 키트는 본인이 보기에는 MCU 내부에 충분한 ROM과 RAM을 가지지 못
한 MCS-51을 이용한 개발 키트에서부터 시작되었다고 생각한다. 8051과 함께 이 당시 사용
되던 외부의 IC들은 거의 8비트의 정보를 칩 선택, 읽기, 쓰기를 제어하는 신호와 함께
ROM과 RAM이 외부에 있으므로 메모리 매핑 방식으로 설계해서 사용하였다.
하지만 언젠가부터 한국의 마이크로 컨트롤러 시장에 자리잡기 시작한 AVR 시리즈의 대표
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적인 Atmega128은 대부분의 적용에서 충분 한 크기의 내장 ROM과 RAM, 그리고 UART등
과 같은 페리페랄(pheripheral)을 내장하였으며, ISP를 기본적으로 가지고 있으므로 괜히 번
거롭게 주변에 많은 IC를 가진 개발 키트가 필요 없게 된 것이다. 즉 필요에 따라서 주변
장치를 추가하더라도 RAM과 ROM을 내장한 Atmega128과 Atmega2560등은 GPIO가 넉넉
한 것이다.
이와 같이 AVR을 위한 개발키트는 많은 주변기기를 하나의 보드에 포함시켜 두어서 제품
을 구입하는데 많은 비용을 들이고 이 후 재활용도 힘든 all-in-one 형식의 개발 키트 보다
는 NTC에서 만든 것과 같이 통일된 연결(확장) 커넥터를 가지는 이 AB-M2560과 같은 개발
키트가 Atmega 시리즈의 특징을 백분 활용하면서도 초보자부터 중급 사용자에게는 많은
도움이 되리라고 생각한다.
예전의 AB-M128과 AB-M2560의 크기를 비교한 사진을 아래에 보인다. 이번의 AB-M2560의
경우 메인 보드에 아무런 주변기기가 없다는 것을 볼 수 있는데, 이것은 보드의 크기를 줄
이며, 가격 경쟁력과 함께 사용자가 주변장치를 원하는 것만 사용할 수 있는 장점을 가지고
있다.
그리고 이 메인 보드에는 역시나 기대를 저버리지 않고 보드에 공급 되는 외부 전원을 그대
로 다른 보드에서 사용하기 쉬운 커넥터가 이번에도 여전히 있으며, 거기다 2개라는 것이
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더욱 마음에 든다. AVR MCU가 기본적으로 5V에서 동작하지만 전원 장치는 9~12V의 전압
을 내보내는 어댑터를 사용하는 경우가 많다. 여태까지의 경험으로 디지털 회로만을 구성한
다면 5V의 전원만 있으면 충분하지만 아나로그 회로, 또는 모터 구동 등을 위해서 12V 정
도의 전원이 필요한 경우가 종종 있었다. 이 경우 원래의 어댑터를 개발 보드에 연결하고,
별도의 어댑터를 이용해서 12V 전원을 공급하거나 개발 보드의 전원 입력 부분에서 병렬로
선을 연결해서 필요한 전원을 공급하는 번거로움이 있었다.
하지만 입력 되는 전원을 병렬로 2개의 LWL0640-02 커넥터에 연결 해 놓았기에 이런 저런
시도를 하기 좋아하는 개발자들이 납땜을 하지 않고서도 쉽게 12V 정도의 전원을 사용하며
스위치 하나로 같이 전원을 조절 할 수 있게 해 준다. 하지만 이 LWL0640-02 커넥터는 핀
이 외부로 노출 되어 있어서 사용하지 않는 커넥터는 사용자가 12V 전원을 넣고 작업 중
실수로 전원 핀 두 개를 쇼트 시킬 수 있다는 위험이 있는데 이 부분은 조금 개선이 필요할
것으로 생각된다. 특히 이번에 공급되는 전원장치가 어댑터가 아닌 12V 1A SMPS 이기 때문
에 전원핀의 쇼트가 거의 일어날 일이 없다고는 생각하지만 조금은 걱정 되는 부분이었다.
하지만 이번의 AB-M2560 메인 보드에서는 이런 경우에 대비해서 퓨즈를 회로에 추가한 것
또한 NTC의 사용자를 위한 세심한 배려를 엿볼 수 있는 부분이다. 그러나 이 퓨즈가 SMD
부품이고 납땜하기 쉽지 않은 장소에 위치해서 쉽게 교체할 수 없다는 것은 옥의 티라고 할
수 있다. 이 후 이 AB-M2560 보드의 다음 버전에서는 최소한 퓨즈를 교체하기 쉽도록 보드
의 외각으로 배치 시키면 좋을 것이라 생각한다.
또 한가지 이 메인보드에서 개선해야 할 것으로 JTAG, PORT A 과 같은 각 10핀 커넥터의
이름을 더 크게 인쇄하고 위치도 커넥터의 오른쪽 또는 왼쪽에 위치 시킨다면 한눈에 커넥
터의 용도를 알아보기 쉬울 것으로 생각된다.
5. 그 외의 내용물에 대해서
USB-ISP
이 개발 키트에는 처음 사용자가 반드시 구입해야 하는 ISP, 그것도 시리얼 포트가 거의 사
라진 요즘 컴퓨터들에서 사용하기 편한 USB-ISP를 포함되어 있다. 이것은 가격을 낮추기 위
해서 저가의 병렬 포트 연결용, 혹은 시리얼 포트 연결용의 ISP를 포함시키지 않았다는 것
이다. 사용하다 보면 결국에는 통합 환경을 구성하기 위해서나 프로그램 다운로드 속도를
높이기 위해서, 시리얼 포트와 병렬포트가 없어서 USB-ISP를 구입하게 되는 소비자에게 이
중 지출을 피하게 해 주는 NTC의 정책이라고 생각되며, 이 정책에 대해서는 본인도 깊이
공감하는 바이다.
SMPS
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이 개발 키트에는 12V 1A의 SMPS가 포함되어 있다. 1A라는 전류는 백라이트 용으로
100~300mA 정도까지 소비하는 CLCD나 GLCD를 하나가 아니고 2-3개 연결하더라도 무리
없이 사용할 수 있으므로 초보자가 실수로라도 전류가 모자라서 제대로 동작하지 않는 것을
어느 정도 막아 줄 것으로 생각된다.
데이터 CD
CD는 다음과 같은 디렉토리 구성으로 되어 있다. 예제 소스(Example_source)와 NTC의 제
품 매뉴얼, 유틸리티 프로그램 등 약 470개의 폴더와 파일들이 있지만 그림에서는 지면상
생략하였다.
제품에 대한 자료와 함께 많은 소스 코드를 다 포함시켜 두었기에 사용자가 홈페이지에서
소스 코드를 찾는 수고를 덜어 주고 있다. 하지만 이번 키트에 포함된 USB-ISP인 “AD-USB-
ISP V03” 에 대한 사용자 설명서가 없다는 점, AD-USBISP V02와 AD-USB-UART V02제품의
자료를 저장하는 폴더에 사용할 수도 없는 크기가 0 바이트인 USBISP_V01.exe 라는 이름의
파일이 들어 있는 것이 조금 거슬린다. 이것은 이후 이 자료 시디를 새로 만들 때에는 수정
되어야 할 부분이다.
예제 소스들은 초보자라면 반드시 한번씩 해 봄으로써 AVR의 기능을 익힐 수 있는 유용한
예제들이 많으므로 초보라면 반드시 소스들을 한번씩은 분석해 보는 것이 좋을 것이라고 생
각된다. 그러나 예제 소스의 초기화 루틴을 보면 예전의 Atmega128을 위한 소스를
Atmega2560을 위해서 수정하는 과정에서 실수가 하나 보인다. 즉 Atmega128에는 M103 호
환모드가 있으며 이 때는 PORTC 가 입력으로만 동작하게 된다. 이 때를 위해서 포트의 초
기화 함수인 port_init()에 “//m103 output only” 라는 주석을 붙였으나 Atmega2560에는 이
호환 모드가 없으므로 이 AB-M2560키트를 위한 CD로 제작할 경우 각 소스의 포트 초기화
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부분에 있는 이 주석들을 삭제를 하는 것이 초보자들의 오해를 낳지 않아서 좋을 듯 하다.
그리고 또 한가지 아쉬운 점은 이 Atmega2560을 위한 개발 키트를 위한 시디라는 조건을
충족하기 위한 예제 소스로 반드시 추가해야만 하는 예제가 빠져있다는 것이다. Atmea2560
을 선택하는 이유 중의 하나가 4개의 UART를 쉽게 사용할 수 있다는 장점인데, 이 4개의
UART를 사용하는 예제가 빠진 것이다. 어느 정도 실력이 있는 사용자가 이 키트를 사용한
다면 데이터시트를 뒤져서 직접 작성하겠지만 이런 제품들은 늘 다양한 사용자를 염두에 두
고서 이런 예제들을 작성하는 것이 좋을 것이라 생각한다.
마지막으로 한가지 바라는 것이 있다면 시디에 포함된 소스 코드들은 전부 ImageCraft사의
ICC AVR 컴파일러를 위한 소스이지만, 언젠가는 AVR Studio 와 WinAVR의 조합을 이용해
서 사용하는 사용자들을 위한 소스도 제공한다면 초보자들에게는 도움이 되리라 생각한다.
그리고 이 개발 키트에 포함된 CD를 보면 또 한가지 제품의 전체적인 완성도를 높이기 위
한 NTC의 노력을 볼 수 있다. 이번의 테스트에서만 사용하는 지는 모르겠지만 CD 표면에
직접 글자와 이미지를 기록할 수 있는 LightScribe CDR 미디어를 사용한 것이다. 이 라이트
스크라이브를 이용해서 이런 개발 키트를 위한 CD를 제작하게 되면 CD를 제작하는 비용은
조금 더 들겠지만 앞으로 이 CD의 내용을 업데이트 해 가면서도 개발 키트를 위한 CD라는
정보를 멋있게 표시 하기 위해서 라이트 스크라이브 시디를 사용한 NTC의 결정을 존중한
다.
6. 테스트 프로그램 작성 및 동작
개발 소프트웨어
본인이 사용하는 AVR용의 개발 툴은 다음과 같다.
• AVR Studio 4.18 + Service Pack 1
• WinAVR 2010-01-10
• Procyon Library
LED 켜보기
처음에는 개발 키트를 이용해서 LCD와 함께, 8개의 LED를 구동하는 간단한 회로를 구성하
고 프로그램을 작성해보기로 하였다. 예전에 NTC의 AB- M128Pro-A 를 이용한 스터디를 할
때 참석하신 분의 도움으로 만든 8개의 LED 보드와 손으로 만든 4개의 LED가 붙은 보드를
개발키트에 연결한 후 전원을 넣었다. 그런데 전원을 넣는 순간 자동으로 모든 GPIO에서 8
개의 LED가 하나씩 켜지고 마지막에는 전체 LED를 켰다가 끄는 동작을 반복하는 것이었다.
제품의 동작 테스트를 위한 프로그램이 내부에 들어 있었던 것이다. 처음 전원을 넣었을 때
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LED가 동작하는 것을 다음의 사진에 보인다.
그러면 처음 하고자 했던 테스트는 다음의 단계에서 같이 하기로 하였다.
LCD와 ADC를 이용하는 테스트
ADC 기능을 이용해서 Sharp GP2012 센서에서 나오는 전압을 LCD에 표시하는 프로그램을
작성해서 동작 시켜 보았다. 이 프로그램은 역시 예전의 스터디를 위해서 작성한 프로그램
을 편집한 것이다.
예전의 보드에 사용하던 보드들을 케이블을 이용해서 연결 하는 것으로 전체 회로 구성을
끝내었다. 좌측에는 CLCD 연결을 위해 자작한 보드와 20x4 LCD, 가운데는 AB-M2560와
LED 보드, 오른쪽은 ADC와 함께 Low Pas Filter를 실험하기 위해 자작한 보드에 Sharp의
GP2012 센서를 연결 하였다. LCD에는 GP2012 센서에서 나오는 전압을 10비트와 8비트
ADC를 이용해서 변환한 값을 보이고 있다.
예전에는 이렇게 ADC, LCD, LED 등을 한번에 이용하기에는 개발 보드의 커넥터가 부족한
느낌이 들었으나 이 AB-M2560에서는 사진에서 볼 수 있듯이 아직도 7개의 포트가 남아 있
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어서 원하는 장치를 더 붙일 수 있는 것이 마음에 든다.
7. 마치면서
이번에 운 좋게도 NTC사의 Atemga2560을 위한 개발 키트의 테스터로 뽑혀서 제품을 사용
해 볼 수 있었다. 앞서 살펴본 바와 같이 MCU 모듈의 구성과 설계, 메인보드를 설계하는데
있어서 늘 빠질 수 없는 가격을 고려한 최소 구성요소, 사용자를 고려한 확장성 등을 다년
간의 MCU 개발 키트 개발과 판매 경험을 바탕으로 구성한 NTC의 MCU 모듈 AM-2560와
메인보드 AB-M2560로 구성된 개발키트의 장점들을 다시 한번 확인하면서 이 테스트를 마
무리 하고자 합니다.
이상으로 사용기를 마칩니다.
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