[AVR] 타이머/카운터0 와 CLCD를 이용한 디지털 시계

AVR 내부 인터페이스 중 가장 사용 빈도가 높은 것 중 하나인 타이머를 이용해서 디지털 시계를 만들어 보았습니다.

 

자리수가 넘어가는 부분에서 딜레이가 생기는데 원인은 저 지저분한 코드에 있는 것 같네요.

 

실제로 핸드폰 스탑워치로 시간을 재봐도 계속해서 조금씩 딜레이가 생기는 걸 확인했습니다.

 

원인은 while문에서 불필요한 코드의 수행이나, 여러 줄의 instruction을 수행하는 과정에서 타이머가 설정한 1ms를 정확하게 맞추지 못하는 거라고 생각이 드네요. 그리고 실제로 이 코드에서 사용된 타이머는 System clock을 사용했기 때문에 외부의 RTC IC를 사용한 경우에 비해서 미세한 오차나 딜레이가 발생할 수 있을 것이라고 생각이 듭니다.

 

그나저나 부족한 코딩실력 때문에 간단한 구현 하나 하는데도 시간이 많이 걸리네요..ㅜㅜ

 

코드는 마음대로 쓰셔도 되는데 댓글 하나씩만 달아주시면 감사드리겠습니다~ ^^

 

 

 

Clock.c

 

//---------------------------------------------------------------------------------------->LCD 옵션 설정문
#define CMD_CREAR_DISPLAY     0x01 //1. Clear Display
#define CMD_RETURN_HOME      0x02 //2. Return Home
//3. Entry Mode Set
#define CMD_ENTRY_MODE_SET_OPTION1   0x04 // cursor [left], Display shift[none]
#define CMD_ENTRY_MODE_SET_OPTION2   0x05 // cursor [left], Display shift[]
#define CMD_ENTRY_MODE_SET_OPTION3   0x06 // cursor [right], Display shift[none]
#define CMD_ENTRY_MODE_SET_OPTION4   0x07 // cursor [right], Display shift[]
//4. Display On/Off
#define CMD_DISPLAY_OPTION1     0x08 // Display [Off], Cursor [Off], Cursor Blink [Off]
#define CMD_DISPLAY_OPTION2     0x09 // Display [Off], Cursor [Off], Cursor Blink [On]
#define CMD_DISPLAY_OPTION3     0x0A // Display [Off], Cursor [On], Cursor Blink [Off]
#define CMD_DISPLAY_OPTION4     0x0B // Display [Off], Cursor [On], Cursor Blink [On]
#define CMD_DISPLAY_OPTION5     0x0C // Display [On], Cursor [Off], Cursor Blink [Off]
#define CMD_DISPLAY_OPTION6     0x0D // Display [On], Cursor [Off], Cursor Blink [On]
#define CMD_DISPLAY_OPTION7     0x0E // Display [On], Cursor [On], Cursor Blink [Off]
#define CMD_DISPLAY_OPTION8     0x0F // Display [On], Cursor [On], Cursor Blink [On]
//5. Cursor or Display Shift
#define CMD_CURSOR_DISPLAY_SHIFT_OPTION1 0x10 // [Cursor] Select, Cursor Shift [Left]
#define CMD_CURSOR_DISPLAY_SHIFT_OPTION2 0x14 // [Cursor] Select, Cursor Shift [Right]
#define CMD_CURSOR_DISPLAY_SHIFT_OPTION3 0x18 // [Display] Select, Display Shift [Left]
#define CMD_CURSOR_DISPLAY_SHIFT_OPTION4 0x1C // [Display] Select, Display Shift [Right]
//6. Function Set
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION1   0x20 // [4]bit mode, [1] line, [5x8] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION2   0x24 // [4]bit mode, [1] line, [5x11] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION3   0x28 // [4]bit mode, [2] line, [5x8] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION4   0x2C // [4]bit mode, [2] line, [5x11] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION5   0x30 // [8]bit mode, [1] line, [5x8] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION6   0x3C // [8]bit mode, [1] line, [5x11] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION7   0x34 // [8]bit mode, [2] line, [5x8] Font
#define CMD_FUNCTION_SET_OPTION8   0x38 // [8]bit mode, [2] line, [5x11] Font
//-----------------------------------------------------------------------------------> 헤더파일 선언
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/interrupt.h>
//---------------------------------------------------------------------------------------->설정 bit 선언
#define RS 0
#define RW 1
#define E 2
#define DATA PORTA

unsigned int time_count = 0; // 타이머 카운트
unsigned char sec, min, hour = 0; // 시,분,초 변수 설정

void LCD_INS (unsigned char com) // LCD Instruction 함수
{
    PORTC&=~(1<<RS); // RS bit을 0으로 SET
    PORTC&=~(1<<RW); // RW bit을 0으로 SET
    PORTC|=(1<<E); // E bit을 1으로 SET
    _delay_ms(50);
    DATA=com;
    _delay_ms(50);
    PORTC&=~(1<<E); // E bit을 1으로 SET
 
}
 
void LCD_WRITE_DATA (unsigned char com) // LCD DATA 쓰기 함수
{
    PORTC|=(1<<RS); // RS bit을 1으로 SET
    PORTC&=~(1<<RW); // RW bit을 0으로 SET
    PORTC|=(1<<E); // E bit을 1으로 SET
    _delay_ms(10);
    DATA=com;
    _delay_ms(10);
    PORTC&=~(1<<E); // E bit을 0으로 SET
}  

void LCD_PST(unsigned char col, unsigned char row) // 문자열 디스플레이 행, 열 지정 함수
{
    LCD_INS(0x80|(row+col*0x40));
}
 
void str(unsigned char* com) // 문자열 함수
{
 while(*com!=0)
 {
  LCD_WRITE_DATA(*com);
  com++;
 }
}
 
void init_buffer(void) // LCD 버퍼 초기화 함수
{
 PORTC|=(1<<RS);
 PORTC|=(1<<RW);
 PORTC|=(1<<E);
 _delay_ms(10);
 while(DATA!=0)
 {
  LCD_WRITE_DATA(0);
  _delay_ms(10);
 }
}

//-----------------------------------------------------------------------------------> MAIN 함수 시작
int main(void) {
 
 TCNT0 = 0x06; // ---------------------> 1ms 만들기 위한 시스템 타이머 레지스터 설정
 TCCR0 = 0x04; // ----------------> freescale 64배수
 TIMSK = 0x01; // --------------> 오버플로우 인터럽트 사용
 SREG = 0x80; // --------------> 인터럽트 허용 레지스터

 DDRA=0xff; // PORTA 출력 설정
    DDRC=0xff; // PORTC 출력 설정
 
    PORTA=0x00; // PORTA 값 초기화
    PORTB=0x00; // PORTC 값 초기화
 
    LCD_INS(CMD_CREAR_DISPLAY); // Clear Display
    _delay_ms(2);
 
 LCD_INS(CMD_RETURN_HOME); // Return Home
    _delay_ms(2);
 
    LCD_INS(CMD_FUNCTION_SET_OPTION8); // [8]bit mode, [2] line, [5x8] Font
    _delay_ms(2);
 
    LCD_INS(CMD_DISPLAY_OPTION5); // Display [On], Cursor [Off], Cursor Blink [Off]
    _delay_ms(2);
 
    LCD_INS(CMD_CURSOR_DISPLAY_SHIFT_OPTION2); // [Cursor] Select, Cursor Shift [Right]
    _delay_ms(2);
 
    LCD_INS(CMD_ENTRY_MODE_SET_OPTION3); // cursor [right], Display shift[none] (커서 오른쪽증가, shift Off)
    _delay_ms(2);

 // 문자열 선언
 unsigned char str1[] = "Digital Clock";
 unsigned char time[] = "TIME   ";

 // 문자열 출력
 LCD_PST(0,0); // 1행 1열에 문자열 출력
 str(str1);

 LCD_PST(1,0); // 2행 1열에 문자열 출력
 str(time);

 // 00:00:00 출력 초기화
 LCD_PST(1,8);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);
 LCD_PST(1,9);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);
 LCD_PST(1,10);
 LCD_WRITE_DATA(0x3A);
 LCD_PST(1,11);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);
 LCD_PST(1,12);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);
 LCD_PST(1,13);
 LCD_WRITE_DATA(0x3A);
 LCD_PST(1,14);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);
 LCD_PST(1,15);
 LCD_WRITE_DATA(0x30);

 //LCD_INS(0x01);

 // --------------------------------> while문 시작
 while(1) {
 
  switch(sec/(60)) {

   case 0:    // sec != 60
   if (sec%10 != 0) // sec가 10의 배수가 아님
   {
    LCD_PST(1,15);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*sec%10)); // 0x30에서 lower bit를 sec의 1의자리 숫자로 SET
    break;
   }
   else if (sec%10 == 0) // sec가 10의 배수임
   {
    LCD_PST(1,15);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*sec%10)); // 0x30에서 lower bit를 sec의 1의자리 숫자로 SET
  
    LCD_PST(1,14);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*sec/10)); // 0x30에서 lower bit를 sec의 10의자리 숫자로 SET
   }
   break;

   case 1: // sec == 60    
   sec = 0; // sec는 0으로 리셋, xx:00 으로 초기화
   LCD_PST(1,15);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   LCD_PST(1,14);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   break;
  }

  switch(min/(60)) {

   case 0:  // min != 60
   if (min%10 != 0) // min가 10의 배수가 아님
   {
    LCD_PST(1,12);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*min%10)); // 0x30에서 lower bit를 min의 1의자리 숫자로 SET
    break;
   }
   else if (sec%10 == 0) // min가 10의 배수임
   {
    LCD_PST(1,12);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*min%10)); // 0x30에서 lower bit를 min의 1의자리 숫자로 SET

    LCD_PST(1,11);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*min/10)); // 0x30에서 lower bit를 min의 10의자리 숫자로 SET
   }
   break;

   case 1: // min == 60
   min = 0; // min는 0으로 리셋, 00:xx 으로 초기화
   LCD_PST(1,12);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   LCD_PST(1,11);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   break;
  }

  switch(hour/(12)) {

   case 0:  // hour != 60
   if (hour%10 != 0) // hour가 10의 배수가 아님
   {
    LCD_PST(1,9);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*hour%10)); // 0x30에서 lower bit를 hour의 1의자리 숫자로 SET
    break;
   }
   else if (sec%10 == 0) // hour가 10의 배수임
   {
    LCD_PST(1,9);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*hour%10)); // 0x30에서 lower bit를 hour의 1의자리 숫자로 SET

    LCD_PST(1,8);
    LCD_WRITE_DATA(0x30 | (0x01*hour/10)); // 0x30에서 lower bit를 hour의 01의자리 숫자로 SET
   }
   break;

   case 1:  // hour != 60
   hour = 0;
   LCD_PST(1,9);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   LCD_PST(1,8);
   LCD_WRITE_DATA(0x30);
   break;
  }
 }
}
//----------------------------------------------------------------------> 인터럽트 서비스 루틴
ISR(TIMER0_OVF_vect) {
 TCNT0 = 6; // 256-6 = 250 count = 1ms
 if(++time_count == 1000) { // at 1s
  sec++; // 타이머 카운트 1000이 되면 sec 1증가
  time_count = 0; // 타이머 카운트 0으로 리셋
  if(sec==60) { // at 1min
   min++; // min 1 증가
   sec = 0; // sec 0으로 리셋
   if(min==60) { // at 1 hour
    hour++; // hour 1증가
    min = 0; // min 0으로 리셋
    if(hour==12) { // change to P.M or A.M
     hour = 0; // hour 0으로 리셋
    }
   }
  }
 }
}