카운터 예비보고서

본문내용

즉, 모듈러스 N 개의 출력 상태를 나타낸 후 다시 원래의 상태로 돌아와서 다시금 N 개의 출력 상태를 반복하게 되어 있다. 아래 그림에는 모듈러스 3 및 모듈러스 5 카운터의 회로와 출력상태가 주어져 있다. 모든 N값에 대하여 모듈러스 N 카운터를 구성할 수 있으며, 만일 N=N1N2의 관계가 있는 경우에는 모듈러스 N1 카운터와 모듈러스 N2카운터를 직렬로 연결하면 모듈러스 N 카운터가 구성된다.
4. 실 험 기 구
- 디지털 실험 장치
- 오실로스코프
- NOT 게이트 7404
- AND 게이트 7408
- NAND 게이트 7400 3개
- NAND 게이트 7410
- JK 플립플롭 7476 2개
5. 실험 회로도
6. 실험 절차
(1) 디지털 실험기판 위에 비동기식 카운트-업 카운터 회로 (a)를 구성하고 CLR
을 0->1로 하여 모든 플립플롭들을 해제 (clear)시키고 CLK에 클럭 펄스를
하나씩 트리거 시키면서 의 논리 상태를 측정하여 표 1(a)에 기록한
다.
(2) 비동기식 카운트-다운 카운터 회로 (b)를 구성하고 PR 을 0->1로 한 후,
CLK에 클럭 펄스를 하나씩 트리거시키면서 의 논리 상태를 측정하여
표 1(b)에 기록한다.
(3) 비동기식 업/다운 카운터 회로 (c)를 구성하고 업/다운 =1 (카운트-업),
CLR=0 ->1로 한 후 절차 (1)을 반복하여 표 2(a)에 기록한다.
(4) 회로 (c)에서 업/다운 = 0 (카운트-다운), CLR=0 ->1 로 한 후 절차 (1)을
반복하여 표 2(b)에 기록한다.
(5) 동기식 카운트-업 카운터 회로 (d)를 구성하고 CLR = 0 ->1로 한 후 절차
(1)을 반복하여 표 3(a)에 기록한다.
(6) 리플 캐리 카운터 회로 (e)를 구성하고 절차 (1) 을 반복하여 표 3(b)를 완성
한다.
(7) 비동기식 십진 카운터 (f)를 구성하고 CLR = 0-> 1로 한 후 절차 (1) 을 반
복하여 표 4(a)에 기록한다.
(8) 동기식 십진 카운터 회로 (g)를 구성하고 절차 (1)을 반복하여 표 4(b)를 완
성한다.
(9) 모듈러스 5 카운터 회로 (h)를 구성하고 절차 (1) 을 반복하여 표 5를 완성 한다.
7. 예비 보고 사항
(1) 다음 항목에 대하여 조사하라.
① 카운터의 종류를 열거하고 그 용도를 설명하라.
- 링 카운터: 특별한 입력 값이 없고 앞에서 배운 시프트 레지스터처럼 데이터를 하
나씩 옆으로 이동 시키면서 카운터를 해주는 것이다. 특별한 입력이 필
요 없고 계속 해서 카운터를 이용할 때 사용한다.
- 존슨 카운터: 가장 많이 사용하는 카운터로 jk 플립플롭의 토글되는 현상과 클리어
를 이용하여 여러 가지의 다양한 카운터를 만들 수 있다. ex) 2 비트
동기식 카운터,4비트 10진 카운터 등등 여러 가지의 카운터가 있다.
- cascaded counter : 두개의 카운터를 연결해놓은 카운터로 많은 동작을 카운터 해
야 할 경우 이용하며 만약 4진 카운터와 8진 카운터 2개를
연결하면 32진 카운터를 만들 수 있다.
② 카운트-다운 카운터와 카운트-업 카운터를 비교하고 그 차이점을 설명하라.
-> 4비트 카운트다운 카운터라고 가정을 하면 1111에서 하나씩 떨어지는 카운터이다.
즉 1111 1110 1101 1100 1011 ~~ 0010 0001 까지 카운터를 해주는 것을 말
한다. 4비트 업 카운터는 0000에서 1111까지 하나씩 업을 하면서 카운터를 해주
는 것을 말한다. 두 회로의 차이는 동기식일경우는 출력 Q와 입력 J,K를 연결하
느냐 아니면 출력 Q'와 J,K를 연결하느냐에 따라 차이가 난다.
반면에 비동기식일 경우는 출력 Q 가 다음의 클럭으로 들어가면 업 카운터가 되
는 것이고 출력 Q'가 다음의 클럭으로 들어가면 다운 카운터가 되는 것이다.
③ 동기식 카운터와 비동기식 카운터를 비교하여 장 단점을 논하고 리플 캐리
카운터의 특징을 설명하라.
-> 동기식카운터는 모든 회로에 동시에 클럭이 들어가 작동하는 회로이다. 반면
에 비동기식 카운터는 클럭이 한번만 들어가고 그 bit의 출력이 다음 bit 의 클럭
으로 들어가는 회로이다. 가장 큰 차이점으로 볼 수 있는 것은 동기식 카운터가
회로가 좀 더 복잡한 반면 반응 속도가 비동기식보다는 좀 더 빠르다. 반대로 비
동기식 회로는 회로가 단순한 반면 처리 속도가 약간 느리게 반응한다. 동기식 회
로는 병렬적인 구조로 보면 되고 비동기식 구조는 직렬회로로 보면 된다.
(2) 비동기식 및 동기식 십진 카운터의 동작 원리를 설명하고, 또 다른 회로 구성
방법에 대하여 조사하라.
->비동기식: 업 카운터라고 생각했을 경우 카운터가 10까지 카운터 하면 1001 이 된다.그다음 11 이 카운터 되려고 할 때 두 번째 bit 와 마지막 bit 의 출력이 high가 된다.이 순간에 출력을 잡아서 클리어 해주면 모든 회로에 저장 되는 값
이 0000이 되어서 초기화가 된다. 그러면 다시 0000부터 10인 1001 까지 카운
터가 되고 다시 0000으로 초기 값으로 되돌아가는 회로가 된다.
-> 동기식: 동기식 카운터는 클리어를 이용 하지 않고 jk 플립플롭의 토글 되는 현상
을 이용하여 카운터를 다시 초기 값으로 환원 시켜준다. 즉 10까지 카운터 후에
1010이라는 값이 나오게 하였으면 다시 초기 값으로 보내기 위해서 1이 들어온
회로는 토글을 시켜 주거나, k 에 입력이 high 가 들어가게 하여 reset을 시켜준
다. 이러한 것을 이용하면 하나의 회로 말고 여러 가지의 회로가 만들 수 있으며
가장 심플하게 짤수 있는 회로를 구성하는 것이 가장 좋다고 생각된다.
(3) 그림 7의 모듈러스 N 카운터들의 동작 방식을 확인하고, 이를 이용하여 모듈
러스 15카운터 회로를 구성하라.
modulus n 카운터 의 작동
5 MODULUS COUNTER의 작동
J0=KO=Q'3
J1=K1=Q0
J2=Q1Q0 K2=Q2
(4) 모듈러스 13 카운터 회로를 구성하라.
13진 카운터
<참고 문헌>
- 디지털 논리 회로 분석과 설계 p 481 ~
- 디지털 공학 실험

키워드

카운터,   예비 ,   실험,   보고서