01. 임베디드 C와 Keil μVision 시작하기

이 강의에서 배우는 것

• 1임베디드 C와 일반 PC 프로그래밍의 차이를 설명한다
• 2Keil μVision의 두 갈래(C51 / MDK-ARM)와 대상 칩을 구분한다
• 3임베디드 프로그램의 표준 골격(main + while(1) 무한 루프)을 이해한다
• 4μVision의 빌드(F7) → 디버그/시뮬(Ctrl+F5) 흐름을 따라간다
• 5순수 로직 예제를 gcc로 빌드·실행해 확인한다

소개

임베디드 시스템은 전자레인지·세탁기·드론·자동차 ECU 안의 작은 칩(MCU)처럼 특정 기능을 수행하도록 기계 안에 내장된 컴퓨터입니다. 임베디드 C는 표준 C와 같은 문법을 쓰지만 **메모리 주소를 직접 다루고**, **하드웨어 레지스터를 비트 단위로 조작**하며, **자원이 매우 제한적**(수 KB RAM)이라는 점이 다릅니다.

이번 편은 아직 실제 보드(8051·STM32)를 다루지 않습니다. 어디서나 통하는 순수 C 로직을 작성하며 μVision의 작업 흐름과 시뮬레이터 개념을 잡는 데 집중합니다. 모든 예제는 PC의 gcc 로도 확인할 수 있습니다.

핵심 개념

1) PC 프로그램 vs 임베디드 프로그램

2) Keil μVision — C51 vs MDK-ARM

μVision은 편집·컴파일·디버깅·시뮬레이션을 한 화면에서 하는 IDE입니다. 어떤 칩을 쓰느냐에 따라 내부 컴파일러가 갈립니다.

3) 임베디드 프로그램의 표준 골격

int main(void)
{
    /* 1. 초기화: 클럭·핀·주변장치 설정 (단 한 번) */
    while (1) {
        /* 2. 본문: 센서 읽고·판단하고·출력하고 ... 무한 반복 */
    }
    /* 여기에는 절대 도달하지 않는다 */
}

main 앞에는 스택을 세팅하고 전역 변수를 초기화한 뒤 main 으로 점프하는 **시작 코드(startup)** 가 있습니다. Keil 디바이스 팩이 이 파일을 포함하므로 우리는 main 부터 작성합니다.

4) 빌드 → 디버그 → 시뮬레이션

• **F7 (Build)** — 소스를 컴파일·링크해 실행 이미지 생성
• **Ctrl+F5 (Debug)** — 디버거 시작. 시뮬레이터 모드면 보드 없이 칩 동작 흉내
• 디버그 중 **F11**(한 줄), **F5**(연속)로 레지스터·변수를 눈으로 확인

핵심 예제

실제 보드라면 led 변수 대신 GPIO 핀이 LED를 켜고 끕니다. 여기서는 변수로 흉내 내고 printf 로 "무한 루프 안에서 상태가 바뀐다"는 감각을 잡습니다(PC 관찰용으로 5회 제한).

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

int main(void)
{
    uint8_t led = 0;   /* 0=꺼짐, 1=켜짐 */
    uint8_t tick;

    printf("Hello, Embedded C!\n");
    for (tick = 0; tick < 5; tick++) {
        led = (uint8_t)!led;            /* LED 토글 */
        printf("tick %u: LED = %s\n",
               (unsigned)tick, led ? "ON" : "OFF");
    }
    return 0;
}

PC에서 검증:

gcc main.c -o main && ./main
# Hello, Embedded C!
# tick 0: LED = ON
# tick 1: LED = OFF
# ... (ON/OFF 반복)

자주 하는 실수

Q. 임베디드 main 은 왜 return 하지 않나요?

A. 베어메탈 MCU에는 돌아갈 OS가 없습니다. main 이 return 하면 갈 곳이 없어 정의되지 않은 동작에 빠지죠. 그래서 실제 임베디드 main 은 while(1)로 끝나며 절대 반환하지 않습니다. 이번 예제는 PC 관찰용이라 일부러 종료시킨 것입니다.

Q. int 면 되는데 왜 uint8_t 같은 걸 쓰나요?

A. MCU마다 int 크기가 다르고(8051은 16비트) 레지스터는 폭이 정확히 정해져 있습니다. uint8_t/uint16_t/uint32_t 는 폭이 이름에 박혀 이식성과 의도가 분명합니다(2편에서 자세히).

Q. gcc 로 되는데 정말 임베디드 학습이 맞나요?

A. 토글·무한 루프·자료형은 하드웨어와 무관한 C의 토대입니다. 토대를 PC에서 빠르게 다진 뒤 6편부터 실제 칩의 레지스터로 같은 개념을 적용합니다.

정리

• 임베디드 C는 OS·풍부한 자원에 기대지 않고 하드웨어를 직접 다루는 C다
• Keil μVision은 C51(8051)·MDK-ARM(STM32)으로 갈리며 같은 IDE를 공유한다
• 임베디드 골격은 초기화 + while(1) 무한 루프이며 main 은 반환하지 않는다
• μVision 흐름: F7(빌드) → Ctrl+F5(디버그/시뮬) → 창으로 결과 관찰
• 순수 로직은 gcc로 빠르게 검증한다

과제

1. main.c 의 토글 메시지를 본인 이름이 들어간 문장으로 바꿔 gcc 로 다시 실행
2. 토글 로직을 toggle(state) 함수로 분리해 pc_test.c 로 단위 검증
3. Keil MDK-Arm(또는 C51) 평가판을 내려받아 빈 프로젝트를 만들고 F7 빌드가 도는지 확인