MSP430 예제로 배우는 Capacitive Touch Sensor

1장. Capacitive Touch Sensor 개요
1.1 Capacitive Touch Sensor란 무엇인가?
1.2 Capacitive Touch Sensor의 기본 개념과 원리
1.3 Capacitive Touch Sensor에 왜 MSP430을 사용할까?
1.4 Capacitive Touch Sensor를 구현하기에 앞서..

2장. Capacitive Touch Sensor 구현하기
2.1 계획하기(Planning)
2.2 코드작성(Coding)
2.3 튜닝하기(Tuning)
2.4 추가 보충내용

3장. Capacitive Touch Sensor 실습하기
3.0 LAB00 - Capacitive Sensor 프로젝트 생성부터 실행까지
3.1 LAB01 - One Button 센서 예제
3.2 LAB02 - Proximity 센서 예제
3.3 LAB03 - Four Buttons 센서 예제
3.4 LAB04 - Custom Slider 센서 예제
3.5 LAB05 - API Slider 센서 예제
3.6 LAB06 - Four Buttons & Custom Slider 센서 예제

4장. SYS/BIOS를 통한 CTS 활용
4.1 무작정 따라 하기 - 예제 실행해보기
4.2 SYS/BIOS 기반 CTS 예제 뜯어 보기

5장. SYS/BIOS 입문
5.1 TI RTOS 이모저모
5.2 SYS/BIOS 기반 프로젝트 생성 & 기본 환경설정
5.3 이진 세마포어를 통한 작업 쓰레드 실행제어
5.4 인터럽트 쓰레드들

머리말

이 책은 싱크웍스에서 내놓은 2 번째 MSP430 핸드북입니다. 작년 2013년에 출간한 1 번째 핸드북인 ‘CCS로 시작하는 MSP430’ 은 TI사의 마이크로 컨트롤러(MCU)인 MSP430을 처음 접하시는 분들을 위해서 만들어진 책이었습니다. 400종이 넘는 MSP430 제품 군에서 사용자가 필요로 하는 올바른 제품을 선정하는 방법부터 개발환경을 갖추는 방법, 하드웨어 설계, 펌웨어 설계에 관한 전반적인 내용을 최대한 초심자의 입장에서 배울 수 있도록 설명했습니다. 이렇게 1 번째 핸드북에서 기본적인 MSP430 사용 방법을 배웠다면, 이번에는 MSP430을 활용한 어플리케이션에 도전해 볼 차례 입니다.

MSP430을 활용한 다양한 어플리케이션 중에서 이 책에서 소개하고 있는 어플리케이션은 Capacitive Touch Sensor 입니다. 스마트폰의 보급과 함께 터치 인터페이스는 이미 일상 생활에 깊숙이 들어와 있습니다. 애플 아이팟(iPod)은 이미 오래 전에 기계식 버튼을 터치 버튼으로 훌륭하게 대체한 대표적인 예입니다. 이외에도 다양한 제품들에서 터치 인터페이스가 사용되고 있습니다. 이러한 흐름에서 개발자들은 이제 시스템에서 사용할 인터페이스로 기존의 기계식 버튼 대신 터치 버튼을 고려할 필요가 생겼습니다.

만일 터치 인터페이스의 개발을 시작한다면, 어떻게 하면 ‘쉽고(빠르고) 저렴하게 유연한 터치 인터페이스를 개발할 수 있는가?’ 에 대해 고민하게 됩니다. 이러한 고민은 TI의 MSP430을 이용한 Capacitive Touch Sensor로 대부분 해결 할 수 있습니다.

TI사의 MSP430 마이크로 컨트롤러(MCU)는 16bit 마이크로 컨트롤러이면서 타사의 8bit 마이크로 컨트롤러 가격으로 공급되기 때문에, 가격 대 성능비가 우수합니다. 또한 총 400여개가 넘는 풍부한 제품 군을 형성하고 각기 특징들을 가지고 있어, 개발자는 꼭 필요한 마이크로 컨트롤러를 선택할 수 있습니다. 이러한 MSP430 제품 군중 하나인 Value Line 제품 군은 PinOsc 라는 Capacitive Touch Sensor 위한 전용 기능을 내장하고 있기 때문에 터치 인터페이스를 위한 외부 회로가 전혀 필요 없습니다. 또한 TI는 모든 MSP430 제품군에서 사용할 수 있는 Capacitive Touch Library를 다양한 예제와 함께 무상으로 제공하기 때문에 펌웨어 개발에 필요한 시간 또한 크게 단축시킬 수 있습니다. 이외에도 다양한 테크니컬 가이드 문서를 제공해서 터치 인터페이스를 개발하고자 하는 개발자 분들을 지원하고 있습니다.

하지만, 터치 인터페이스를 처음 개발하는 입장이라면, TI가 아무리 많은 자료와 코드들을 제공한다 한들, 어디서부터 무엇을 해야 할지 막막할 수 밖에 없습니다. 그래서 싱크웍스가 TI가 제공하는 자료를 통해서, 직접 MSP430을 이용하여 Capacitive Touch Sensor를 개발해보고, 개발과정에서 얻는 정보와 지식 들을 최대한 초심자의 입장에서 쉽게 배우실 수 있도록 예제와 함께 정리해 보았습니다. 싱크웍스에서 내놓은 2 번째 MSP430 핸드북인, ‘MSP430 예제로 배우는 Capacitive Touch Sensor’는 이렇게 해서 만들어 졌습니다.

‘MSP430 예제로 배우는 Capacitive Touch Sensor’ 핸드북은 크게 2가지의 주제로 나눠 집니다.

1, 2, 3장에서는 Capacitive Touch Sensor의 기본 개념과 원리부터 MSP430을 이용한 실제 구현 방법을 다양한 예시와 예제를 통해서 최대한 쉽게 익히실 수 있도록 단계 별로 구성했습니다. 1, 2, 3장을 통해서 MSP430을 이용한 Capacitive Touch Sensor 구현의 기본이 되는 내용을 모두 배우실 수 있습니다. 다만, 아쉽게도 하드웨어에 해당하는 센서패드 디자인에 관한 내용은 담지 못했습니다. 대신 해당 내용을 상세하게 설명해주는 TI의 가이드 문서를 소개해 드립니다. 또한 싱크웍스가 직접 디자인한 센서패드인 CTS BoosterPack과 MSP430G2553 SyncPad를 통해서 예제를 실습해보고 센서패드 디자인에 따른 차이를 확인해 보실 수 있습니다.

4, 5장에서는 TI가 무상으로 제공하는 Real-Time OS인 SYS/BIOS를 기반으로 한 Capacitive Touch Sensor 구현을 예제와 함께 배워보고, SYS/BIOS에 대한 개념과 기본이 되는 내용들을 익히실 수 있습니다. SYS/BIOS를 이용한다면 다수의 동시다발적인 작업들을 쉽게 스케줄링 할 수 있게 됩니다. 하지만, SYS/BIOS는 어느 정도의 기본적인 메모리 용량을 필요로 하기에 F5xx 제품 군 이상의 MSP430 에서만 사용할 수 있습니다. 이 책에서는 싱크웍스의 CTS BoosterPack과 MSP430F5529 SyncPad를 통해서 예제를 실습해 보실 수 있습니다. 만일 SYS/BIOS를 사용할 계획이 없다면 4, 5장은 건너뛸 수 있습니다.

이 책이 출간되기 까지 직접 MSP430을 이용해서 Capacitive Touch Sensor를 구현하는 과정을 진행하며, 필자도 부족한 내공과 지식 때문에 여러 가지 시행착오들을 겪었습니다. 이 책에서 Capacitive Touch Sensor에 대한 모든 내용을 담을 순 없었고, 내용상 부족한 점도 많지만, 적어도 독자 분들은 필자가 겪은 시행착오 들을 똑같이 겪지 않도록 노력했습니다.


이 책이 나오기 까지 많은 분들의 도움이 있었습니다. 바쁘신 와중에도 교정작업을 도와주신 분들께 감사 드립니다. 또한 이 책의 대부분의 그림과 내용들은 Texas Instruments 자료를 인용한 것입니다. 자료 제공에 동의해주신 Texas Instruments 사에도 감사 드립니다.

끝으로 밤낮없이 일하시는 개발자 분들과 열심히 공부하는 학생분 들에게 이 책이 조금이나마 도움이 되길 간절히 바랍니다.

2014년 2월 19일
싱크웍스 엔지니어 일동