숭실대 2-1학기 논리회로실험 예비리포트 모음

소개글

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목차

실험1. 부울대수와 논리식의 간소화
실험2. DeMorgan's Theorem
실험3. CMOS 와 TTL NAND/NOR 게이트 정의와 동작
실험4. Exclusive-OR와 응용
실험5. Integrated-Circuit Timers
실험6. Bistable or flip-flop
실험7. Altera MAX_PLUS program 및 FPGA 사용설명 NAND/NOR 게이트를 이용한 실습
실험8. 전가산기와 전감산기
실험9. N진 카운터 및 10진 카운터
실험10. 시프트 레지스터 및 링 카운터
실험11. MUX & DEMUX
실험12. 디코딩 및 엔코딩

본문내용

파형
6. 입력 Q1과 QN2를 7420에 연결할 때의 게이트 출력파형
7. 입력 QN1과 Q2를 7420에 연결할 때의 게이트 출력파형
8. 입력 Q1과 Q2를 7420에 연결할 때의 게이트 출력파형
(b) 모드-3(또는 3진) 카운터
이 실험에서는 카운터의 각 카운트상태가 디코드 되어지고, 각 디코딩 동작은 가능한 잉여상태를 검사하게 된다.
그림 12-4. 모드-3 카운터에 대한 디코딩 게이트
Clock
Q1
QN1
Q2
QN2
QN1QN2
Q1QN2
QN1Q2
그림 12-5. 실험 1(b)에 대한 파형
다음의 파형을 관찰하여 그림 12-5의 그라프지에 그려 넣으시오
1. 출력 Q1의 파형
2. 출력 QN1의 파형
3. 출력 Q2의 파형
4. 출력 QN2의 파형
5. 입력 QN1와 QN2를 7420에 연결할 때의 출력파형
6. 입력 Q1과 QN2를 7420에 연결할 때의 출력파형
7. 입력 QN1과 Q2를 7420에 연결할 때의 출력파형
디코드된 파형을 관찰하여 그려 넣은 다음에, 모든 입력들이 필요한 가를 보기 위해 디코딩을 검사하게 된다. 이 검사를 위해 디코딩 케이트의 각 입력을 제거하고, 그 파형을 관찰하시오. 디코된 파형이 변화된다면, 그 입력은 필요한 것이므로 다시 연결해 놓아야 된다. 이들 결과를 표 12-1E에 작성하시오.
표 12-1 모드-3 카운터의 디코딩 Count
Count State
Basic NAND Inputs
Necessary
Inputs
0
QN1QN2
1
Q1QN2
2
QN1Q2
(c) 10진 디코드를 갖는 BCD 카운터 - 단일펄스
그림 12-6. 10진 카운터와 10진 디코더
IC 7490은 NBCD 10진 카운터이다. 출력은 QA, QB, QC, QD를 갖는다. IC 7442는 NBCD코드를 10진수로 변환하는 디코드이다.
그림 12-6은 그러한 회로를 구성한 회로도이다. 우선 회로의 Pulse Input은 키패드로부터 단일 펄스를 공급받을 수 있도록 핀설정을 한다. 그리고 7442의 0에서부터 9까지의 출력은 FPGA의 LED로 출력을 볼 수 있도록 핀 설정을 한다. 최초의 출력은 LED가 모두 점등된 상태일 것이다. 그런 다음 단일 펄스를 공급하면서 LED의 출력 상태를 관찰하여 표 12-2에 기입하시오.(점등이면 "L", 소등이면 “D"를 기입하시오)
표 12-2. 10진 카운터와 디코더 출력
Pulse
Input
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
LED9
LED10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
2. Excess-3 엔코딩(그림 12-7)
그림 12-7. Excess-3 10진 카운터
출력 A, B, C, D의 전압을 측정하여 표 12-3E에 기입하시오.
표 12-3E.
Decimal
Input at
D
C
B
A
Input0
Input1
Input2
Input3
Input4
Input5
0
1
2
3
4
5
3. 7 세그먼트 LED 표시기에 3, A를 표시하는 회로 (그림 12-8)
그림 12-8. 7-세그먼트에 3과 A를 표시하는 회로
7세그먼트 표시기를 구동하려면 들어오는 입력을 7세그먼트로 엔코드 하는 것이 필요하다. 위의 회로는 INPUT3의 입력에 대해 7 세그먼트 표시기에 3을 표시하고, INPUTA의 입력에 대해 A를 표시하는 엔코드 회로이다.
우선 두 입력을 키패드로부터 입력받을 수 있도록 핀설정을 하시오. 또한 출력을 FPGA의 7세그먼트로 출력할 수 있도록 Output 핀에 대한 설정을 하시오.
그리고 원하는 출력이 나오는지 주목하면서 실험을 하시오.
5. 실험 고찰
1. 3단의 2진 카운터를 그림 12-9에 블록도로 나타내었다. 5의 카운트값을 디코드하는 과정을 논리도(필요한 입력수를 갖는 게이트로 디코딩)로 나타내고, 별도의 게이트를 사용하여 6의 카운트값에 대해서도 디코딩 논리도를 나타내시오. 디코드된 출력은 1이 발생되도록 하시오.
그림 12-9. 3단의 2진 카운터
2. 그림 12-9의 카운터는 카운터값이 4나 5 또는 양쪽 카운트값이 될 때 출력 1을 발생하도록 디코드 된다. 이 디코딩 과정을 논리식으로 간소화하여 논리도로 나타내시오.
3. 10진수 0에서 5까지에 대해 익세스-3 코드를 작성하고, 표 12-3R의 결과와 비교를 하시오. 이들이 서로 일치하는가?
4. 그림 12-7과 표 12-3R을 비교하고, 그림 12-7의 회로가 익세스-3 코드를 어떻게 발생하는가에 대해 설명하시오.
5. 2단의 2진 카운터는 정상적인 2진수로 증가 카운트를 한다. 다음의 코드에 따라 이것을 엔코드하려고 한다. 이것을 수행하는 논리도를 그리시오.
6. 디코드의 “active high"출력은 디코드된 출력이 높은 양(+)의 전압인 경우로 정의하고, ”active low"출력은 디코드된 출력이 낮은 양의 전압인 경우로 정의를 한다. 여러분의 실험 데이터를 근거로 다음의 문장이 “high"또는 "low"인지를 설명하시오.
실험 1(a) active
실험 1(b) active
실험 1(c) active
7. 실험 3에서 7 세그먼트에 숫자 및 문자를 표시하는 회로를 구성하라. 키패드의 0에서부터 F까지 입력에 대해 각각을 7세그먼트에 표시하는 회로를 하나의 엔코드회로로 구성하시오.
6. 필요한 결과
Clock
Q1
QN1
Q2
QN2
QN1QN2
Q1QN2
QN1Q2
Q1Q2
그림 12-3. 실험 1(a)에 대한 파형
Clock
Q1
QN1
Q2
QN2
QN1QN2
Q1QN2
QN1Q2
그림 12-5. 실험 1(b)에 대한 파형
표 12-1 모드-3 카운터의 디코딩 Count
Count State
Basic NAND Inputs
Necessary
Inputs
0
QN1QN2
1
Q1QN2
2
QN1Q2
표 12-2. 10진 카운터와 디코더 출력
Pulse
Input
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
LED6
LED7
LED8
LED9
LED10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
표 12-3E.
Decimal
Input at
D
C
B
A
Input0
Input1
Input2
Input3
Input4
Input5
0
1
2
3
4
5

키워드

MUX,   flip-flop,   cmos,   드모르간,   부울대수,   논리식