디지털공학실험 5장 논리게이트-2(예비)

소개글

디지털공학실험 5장 논리게이트-2(예비)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

■ 실험 목표

■ 사용 부품

■ 심층 탐구 실험용 부품

■ 관련이론

■ 실험순서

■ 심층 탐구

본문내용

D 4개
저항 : 330 9개, 1.0K 1개
4비트 DIP 스위치 1개
SPST(single-pole single-throw) 스위치 1개 (결선으로 대치 가능)
■ 심층 탐구 실험용 부품
1.0K 3개
■ 관련이론
실험 4에서는 두 가지의 중요한 게이트인 NAND와 NOR 게이트들에 대한 시험해 보고 모든 기본 게이트들의 진리표를 관찰하였다. 이번 실험에서는 OR와 XOR 게이트들에 대해 시험해 본다. 하지만 이번에는 한층 더 나아가 보고 응용회로에 이들을 사용해 본다.
OR 게이트에 대한 진리표는 실험 4에 나와 있으나 기준으로 사용하기 위한 2-입력 OR 게이트에 대한 진리표를 표 5-1(a)에 다시 제시하였다. 2개 이상의 입력을 갖는 OR 게이트도 있으며 n개 입력을 갖는 OR 게이트의 연산은 다음의 규칙으로 요약된다.
출력은 하나의 입력이라도 HIGH이면 HIGH가 되고 그렇지 않을 경우 LOW가 된다.
기준으로 사용하기 위해 2-입력 XOR 게이트에 대한 진리표도 표 5-1(b)에 다시 제시하였다.
■ 실험순서
▶ OR 및 XOR 게이트의 논리 기능
1. 부록 A에서 7432 quad 2-입력 OR 게이트와 7486 quad 2-입력 XOR 게이트의 연결 다이어그램을 찾아 보라. 이들 IC 각각에는 4개의 게이트들이 포함되어 있다. 와 접지를 해당 핀에 연결하라. 보고서의 표 5-2에 주어진 대로 가능한 모든 입력의 조합을 연결하여 7432의 OR 게이트 하나를 테스트하라. 논리 1은 1K의 직렬저항을 통해 연결하고, 논리 0은 접지에 직접 연결하라. 표 5-2에 논리 출력(1 또는 0)과 측정된 전압을 기록하라. 출력전압 측정에는 디지털 멀티미터를 사용하라.
2. 7486의 XOR 게이트 하나에 대해서도 실험순서 1을 반복하고 결과를 표 5-3에 기록하라.
3. XOR 게이트는 주어진 파형의 선택적 반전을 가능케 하는 매우 유용한 기능을 가지고 있다. 그림 5-1의 회로를 구성하라. 2번 핀에는 펄스발생기로부터의 TTL 펄스를 연결하라. 주파수를 1KHz로 설정하고 개방 상태에서 입력과 출력 파형을 동시에 관찰하라. 을 닫고 입력과 출력 파형을 관찰하라. 보고서의 도표 1에 관찰된 파형을 스케치하라.
4. 이 실험순서에서는 OR 게이트와 XOR 게이트의 조합을 사용하는 회로를 테스트하고 이 회로에 대한 진리표를 완성해 본다. 이 회로의 목적은 XOR 게이트의 선택적 반전 기능을 이용하여 4비트 2진수의 1의 보수 또는 2의 보수를 만들어내는 것이다. 입력과 출력의 수는 모드 LED의 상태로부터 읽혀진다. 주어진 비트가 TTL 전류 사양에 부합되는 LOW일 때 LED는 ON이 된다(이에 대해서는 실험 6에서 좀더 논의하기로 한다). 그림 5-2의 회로를 구성하라. 모든 핀에 번호를 부여하도록 하라.
5. 보수(complement) 스위치를 개방한 상태에서 데이터 스위치들을 테스트해 보라. 회로가 정상이라면 데이터 스위치를 닫았을 때 출력 LED 각각은 해당되는 입력 측 LED의 상태와 반대이어야 한다. 그렇지 않다면 중지하고 회로를 재점검하라.
6. 이제 보수 스위치를 닫고 회로를 테스트하라. 가능한 모든 입력에 대해 보고서의 진리표(표 5-4)를 완성하라. LED ON 상태가 0이라는 점을 잊지 말자.
7. 보고서의 표 5-5는 보수 회로에서 발생할 수 있는 몇 가지 문제들을 보여 준다. 주어진 각각의 문제에 대해 문제를 야기할 수 있는 한 두 가지 원인을 제시하라. 제시한 답에 대한 테스트를 회로 상에서 직접 해보는 것도 좋은 방법이다.
■ 심층 탐구
XOR 게이트로 구성할 수 있는 또 하나의 흥미로운 회로는 몇 군데의 서로 다른 위치에서 조명등이나 다른 전기 소자를 제어하는 논리 문제에 대한 해결책이다. 위치가 두 군데인 경우에는 문제가 간단하며 XOR 스위치 하나로 바로 이러한 임무를 수행할 수 있다. 그림 5-3의 회로는 네 군대의 어느 곳에서라도 LED를 제어할 수 있는 회로이다. 회로를 구성하여 테스트하고 그 결과를 보고서에 요약하라.
♠ 참고 자료 ♠
● 그림 5-2 Pspice로 구현
▶ 회로도와는 조금 다르지만 결과값은 똑같은 값을 가지게 만들었습니다.
▶ 다음장의 그림은 이 회로도를 시뮬레이션 한 것입니다.
● 가산기 구현
Pspice로 구현한 가산기 회로
▶ 이렇게 XOR을 연결해서 더하기 연산을 할수 있습니다.
▶ 다음장의 그림은 가산기 회로의 시뮬레이션입니다.
▶ 1,0,0,1을 넣어서 각각을 더하는 시뮬레이션입니다.

키워드

디지털공학,   디지털공학실험,   논리게이트