Embedded C 학습 로드맵

# 입력 읽기 & 디바운스

## 버튼 폴링 (Polling)

폴링(Polling)은 메인 루프에서 **주기적으로 핀 상태를 읽어** 버튼 눌림을 감지하는 방식입니다.

```
[ 폴링 방식 흐름 ]

while(1)
  {
      핀 상태 읽기
           |
      ┌────┴────┐
    Low?       High?
      |           |
   버튼 눌림    버튼 안 눌림
      |
   동작 수행
  }
```

인터럽트 방식보다 단순하지만, 메인 루프가 빠르게 돌아야 응답성이 좋습니다.

---

## TC37x: PORT 입력 레지스터 읽기

iLLD에서 핀의 현재 상태를 읽는 함수:

```c
#include "IfxPort.h"

/* P00.0 핀 상태 읽기 */
boolean pinState = IfxPort_getPinState(&MODULE_P00, 0);
/*
 * TRUE  → 핀 High
 * FALSE → 핀 Low
 */
```

내부적으로는 PORT 모듈의 `IN` 레지스터를 읽습니다.

```
[ PORT IN 레지스터 ]

IN 레지스터 (32비트):
  비트 0  = P.0의 현재 전압 (High→1, Low→0)
  비트 1  = P.1의 현재 전압
  ...
  비트 15 = P.15의 현재 전압
```

---

## 채터링 (Chattering)

물리적인 버튼은 누를 때 스프링처럼 **수십 ms 동안 빠르게 접촉/이탈을 반복**합니다.
이를 채터링(Bouncing/Chattering)이라고 합니다.

```
[ 채터링 파형 ]

이상적인 버튼:          실제 버튼:
  
  HIGH ─────┐             HIGH ─────┐ ┌┐┌─
            │                       │ │││
  LOW       └──────        LOW      └─┘└┘└──────

버튼 누름               버튼 누름
                                   ↑
                               채터링 발생 구간 (~10~20ms)
```

채터링을 처리하지 않으면 한 번 누른 버튼이 여러 번 눌린 것으로 감지됩니다.

---

## 소프트웨어 디바운스 (Debounce)

채터링을 소프트웨어로 처리하는 기법입니다.

### 방법 1: 단순 지연 (Delay Debounce)

```c
boolean readButton_withDelay(void)
{
    boolean state = IfxPort_getPinState(&MODULE_P00, 0);
    
    if (!state)  /* Active Low: Low = 눌림 감지 */
    {
        waitTime(IfxStm_getTicksFromMilliseconds(BSP_DEFAULT_TIMER, 20));
        state = IfxPort_getPinState(&MODULE_P00, 0);  /* 20ms 후 재확인 */
    }
    
    return !state;  /* Active Low 반전 */
}
```

단순하지만 20ms 동안 CPU가 블로킹됩니다. 실시간 시스템에서는 적합하지 않습니다.

### 방법 2: 카운터 기반 디바운스 (Non-Blocking)

```
[ 카운터 디바운스 알고리즘 ]

매 주기(예: 5ms)마다 호출:

핀 Low 감지?
      |
     Yes → 카운터 증가
      |
  카운터 >= 임계값(예: 4회 = 20ms)?
      |
     Yes → "버튼 눌림" 확정 판정
     No  → 아직 대기
  
  핀 High 감지? → 카운터 초기화
```

```c
/* 비블로킹 디바운스 예시 */

#define DEBOUNCE_THRESHOLD  4   /* 4회 × 5ms = 20ms */

typedef struct {
    uint8_t  counter;
    boolean  pressed;
    boolean  prevPressed;
} ButtonState;

void debounce_update(ButtonState *btn)
{
    boolean pinLow = !IfxPort_getPinState(&MODULE_P00, 0);  /* Active Low */

if (pinLow)
    {
        if (btn->counter < DEBOUNCE_THRESHOLD)
            btn->counter++;
    }
    else
    {
        btn->counter = 0;
    }

btn->prevPressed = btn->pressed;
    btn->pressed = (btn->counter >= DEBOUNCE_THRESHOLD);
}

/* 엣지 감지: 방금 막 눌렸는지 (Rising Edge) */
boolean isButtonJustPressed(ButtonState *btn)
{
    return (btn->pressed && !btn->prevPressed);
}
```

```
[ 카운터 디바운스 상태 변화 ]

실제 핀:  H H L L L L L H    (채터링 없는 이상적 예시)
  카운터:   0 0 1 2 3 4 4 0
  pressed:  F F F F F T T F
                          ↑
                      확정 판정 (20ms 이상 Low 유지)
```

---

## 완성 예제: 버튼으로 LED 토글

```c
#include "IfxPort.h"
#include "Bsp.h"

#define LED_PORT    &MODULE_P13
#define LED_PIN     0
#define BTN_PORT    &MODULE_P00
#define BTN_PIN     0

static ButtonState btn = {0, FALSE, FALSE};

void gpio_init(void)
{
    IfxPort_setPinMode(LED_PORT, LED_PIN,
                       IfxPort_Mode_outputPushPullGeneral);
    IfxPort_setPinMode(BTN_PORT, BTN_PIN,
                       IfxPort_Mode_inputPullUp);   /* 풀업: 미입력 시 High */
    IfxPort_setPinLow(LED_PORT, LED_PIN);
}

void core0_main(void)
{
    gpio_init();

while (1)
    {
        debounce_update(&btn);

if (isButtonJustPressed(&btn))
        {
            IfxPort_togglePin(LED_PORT, LED_PIN);  /* LED 토글 */
        }

waitTime(IfxStm_getTicksFromMilliseconds(BSP_DEFAULT_TIMER, 5));  /* 5ms 주기 */
    }
}
```

---

## 다른 MCU와의 차이점

> ⚠️ 다른 MCU에서 넘어온다면 이런 점이 다를 수 있습니다.

- **디바운스 알고리즘 자체**: 플랫폼 무관하게 동일. C 코드 그대로 이식 가능.
- **읽기 함수**: STM32 `HAL_GPIO_ReadPin()`, Arduino `digitalRead()` — 이름만 다름.
- **타이머 기반 디바운스**: 더 정밀한 제어를 위해 STM32/TC37x 모두 하드웨어 타이머로 주기 인터럽트를 만들어 디바운스를 실행하는 방식도 자주 사용.

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