Programming Techniques - Program Design & Functions

Functions

• 함수가 호출 및 복귀 과정

char SegConvert(char Number);      // Function Declaration

int main(void){
    ...
    Segment = SegConvert(Number);  // Function call
    ...
}

char SegConvert(char Number){
    // Function Definition
    return xxxx;
}

sequenceDiagram
    activate Main
    Main ->> SegConvert: Function call
    deactivate Main
    activate SegConvert
    SegConvert ->> Main: Return
    deactivate SegConvert
    activate Main
    deactivate Main

• 함수를 사용함으로써 생기는 장점과 단점을 다음의 관점에서 설명해 보세요.
• 메모리 측면:
• 모듈화 측면:
• overhead:
• 이해도 측면:
• C 언어에서 함수와 관련된 제한 사항은?
• 인자 전달 측면:
• 반환값을 받는 측면:
• [참고] 함수간의 자료를 주고 받는 방법
• parameter 와 return value
• 전역변수 사용: 사용이 용이하나 특별한 관리가 필요

Program Design

[예제] SevenSeg

Design a program to increment continuously the output of a seven-segment numerical light-emitting diode (LED) display through the numbers 0 to 9, then reset back to 0 to continue counting. This includes:

• Use a function to convert a hexadecimal counter byte A to the relevant seven segment LED output byte B.
• Output the LED output byte to light the correct segment LEDs.
• If the count value is greater than 9, then reset to zero.
• Delay for 500 ms to ensure that the LED output counts up at a rate that is easily visible.

[참고] Seven Segment 활용방법

• 만약 각 LED가 DP g f e d c b a 순서로 MSB 부터 LSB에 할당되어 있다면

• XMC Board와 연결:
• Common-Cathode 타입의 Seven-Seg 를 연결하고자 한다. XMC Relax Lite 를 사용하므로 이 정보를 수정할 필요가 있다. XMC chip 에서의 핀 mapping 정보와 Board에서의 외부 연결 정보를 정리하여야 한다. 다음의 정보를 완성하여 보자.
• /Reference/Board_Users_Manual_XMC4500__Relax_Kit_V1_R1.2_Release.pdf 참고

Segment LED	XMC Pin	Board Pin
A	P0.0	X1 36
B
C
D
E
F
G
DP

Using Flowcharts

• Flowchart 의 구성요소

[예제] SevenSeg

Pseudocode

[예제] SevenSeg

• 의사코드(Pseudocode)는 무엇이고 소프트웨어 설계 단계에서 어떤점이 유용한가?

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Working with Functions on XMC

Implementing a Seven-Segment Display Counter

• src/SevenSeg 프로젝트 참고

• DAVE BUS_IO App을 사용해서 여러비트의 정보를 한번에 처리하도록 한다.

• 시간지연을 위하여 delay 함수를 추가한다.

/* Program Example 6.1: seven-segment display counter */
#include <DAVE.h>  

char SegConvert(char SegValue); // function prototype
char Number = 0; // declare variables A and B
char Segment;
static void delay(uint32_t cycles);

int main(void) {
    DAVE_STATUS_t status;
    /* 중간생략 */
    /* Placeholder for user application code.  */
    while (1U) {
        Segment = SegConvert(Number);
        BUS_IO_Write(&BUS_IO_0, Segment);
        Number++;
        if(Number>9) {
            Number = 0;
        }
        delay(500);
    }
}

char SegConvert(char SegValue) {
    char SegByte=0x00;
    switch (SegValue) { //DP G F E D C B A
        case 0 : SegByte = 0x3F;break; // 0 0 1 1 1 1 1 1 binary
        case 1 : SegByte = 0x06;break; // 0 0 0 0 0 1 1 0 binary
        case 2 : SegByte = 0x5B;break; // 0 1 0 1 1 0 1 1 binary
        case 3 : SegByte = 0x4F;break; // 0 1 0 0 1 1 1 1 binary
        case 4 : SegByte = 0x66;break; // 0 1 1 0 0 1 1 0 binary
        case 5 : SegByte = 0x6D;break; // 0 1 1 0 1 1 0 1 binary
        case 6 : SegByte = 0x7D;break; // 0 1 1 1 1 1 0 1 binary
        case 7 : SegByte = 0x07;break; // 0 0 0 0 0 1 1 1 binary
        case 8 : SegByte = 0x7F;break; // 0 1 1 1 1 1 1 1 binary
        case 9 : SegByte = 0x6F;break; // 0 1 1 0 1 1 1 1 binary
    }
    return(SegByte);
}

static void delay(uint32_t cycles)
{
  volatile uint32_t i;
  for(i = 0UL; i < cycles ;++i)
  {
    __NOP();
  }
}

[Exercise1]

위의 프로그램은 0~9 까지 출력하도록 되어 있다. 이것을 0~F(16 진수) 까지 출력하도록 수정하여 보자. 어디를 어떻게 수정해야 하는가? (참고 A, b,c,d,E,F 형태로 대소문자를 혼용하는 것이 일반적이다)

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Function Reuse

• 2자리 숫자를 출력하는 프로그램으로 변경하여 보자.
• 무엇을 하여야 하는가?
• Seven Segment 연결
• 해당하는 Seven Segment 에 BUS_IO App 추가: BUS_IO_UPPER, BUS_IO_LOWER

int main(void){

    char upper; 
    char lower;
    /*중간생략*/
    while (1U) {
        for(upper=0; upper<10; upper++){
            BUS_IO_Write(&BUS_IO_UPPER, SegConvert(upper));
            for(lower = 0; lower<10; lower++){
                BUS_IO_Write(&BUS_IO_LOWER, SegConver(lower));
                delay(500);
            }
        }
    }
}

[Exercise2]

위의 두자리 SevenSeg 프로그램을 수정하여 1분짜리 Stop-Watch를 만들어 보자. (Button 1을 사용하여 Start/Stop 한다.)

1. 위의 기능을 수행하는 프로그램의 Flowchart를 그려보도록 하자.
2. 위의 기능을 수행하는 프로그램의 Pseudocode를 작성해 보자.
3. 위의 delay 함수를 사용하여 시간을 조정한다면 정확하게 시간 지연을 만들어 낼 수 있을까? 불가능하다면 어떤 기능을 사용하는 것이 좋을까?