[논리회로실험] 실험9. N진 카운터 및 10진 카운터 예비보고서

본문내용

제는 카운터가 정상적으로 동작하는가 검사하시오.(FF 4의 출력 = 10 분주).
실험 방법
CLK에 79번 pin을 assign하고 output은 외부출력 bank의 pin과 LED 및 segment가 동일임으로 그대로 사용한다. 단 OSC의 입력단자를 bank에 꽂아서 사용한다. 우선 위 회로를 구성하고, 정상적으로 동작하면, 이를 이용해서 oscilloscope에서 보는 형태의 실험으로 한다.
Clock
+5
0
3. FF 1 Q
+5
0
3. FF 2 Q
+5
0
3. FF 3 Q
+5
0
3. FF 4 Q
+5
0
그림 9-8
4. NBCD(8421) 10진 카운터
FF 4(그림 9-9)의 출력에서 10분주 되는 지를 검사하시오. 다음의 지점에 나타난 출력파형을 그림 9-10의 그래프에 그려 넣으시오.
(a) 플립플롭 1의 출력 Q
(b) 플립플롭 2의 출력 Q
(c) 플립플롭 3의 출력 Q
(d) 플립플롭 4의 출력 Q
실험 방법
CLK에 79번 pin을 assign하고 output은 외부출력 bank의 pin과 LED 및 segment가 동일임으로 그대로 사용한다. 단 OSC의 입력단자를 bank에 꽂아서 사용한다. 우선 위 회로를 구성하고, 정상적으로 동작하면, 이를 이용해서 oscilloscope에서 보는 형태의 실험으로 한다.
Clock
+5
0
4. FF 1 Q
+5
0
4. FF 2 Q
+5
0
4. FF 3 Q
+5
0
4. FF 4 Q
+5
0
그림 9-10
5. NBCD카운터에서 사용되지 않는 상태들
그림 9-9에서와 같은 실험과정으로 이 실험을 수행하시오.
(a)FPGA kit의 내부 펄스 발생기의 출력을 이용해서 입력 클럭을 1MHz 펄스로 한다.
(b)CLR입력을 사용하여 카운터를 0000상태로 초기화시키시오.
(c)PR과 CLR입력을 적당히 사용하여 카운터를 1010의 상태로 맞추시오. FF 4의 상태가 카운터 상태의 첫 번째 비트를 나타낸다는 것을 주의하시오.
(1010 ----> FF 4)
(d) CRO(INT TRIGGER)를 사용하여 4개 플립플롭들의 출력 Q를 측정하시오. 이 결과는 실험 5(c)에서의 결과와 동일해야 한다.
(e) 단일 펄스를 인가하고, 카운터의 상태를 읽어 표 9-1을 완성하시오. 이 실험의 파형이 실험 4(a),(b),(c),(d)
의 결과에 근거한 일반적인 카운트 상태에 도달하거나 또는 사용되지 않는 카운트 상태로 돌아갈 때까지 계속 수행하시오.
표 9-1
펄 스
카운트 상태
6. 10진 카운터 IC
이 실험에서 핀 14(입력)와 핀 12(출력)사이의 2분주기, 그리고 핀 8과 9에서 중간 출력을 갖고, 핀 1을 입력, 핀 11을 출력으로 하는 5 분주기 회로로 구성되어 있다. 이에 대해 다음 논리도를 참조하시오.
실험 방법
CLK에 79번 pin을 assign하고 output은 외부출력 bank의 pin과 LED 및 segment가 동일임으로 그대로 사용한다. 단 OSC의 입력단자를 bank에 꽂아서 사용한다. 우선 위 회로를 구성하고, 정상적으로 동작하면, 이를 이용해서 oscilloscope에서 보는 형태의 실험으로 한다.
다음의 출력점에 나타나는 파형으로 그림 9-12의 그래프에 그려 넣으시오.
(a)출력 , A,
(b)출력 , B,
(c)출력 , C,
(d)출력 , D,
Clock
+5
0
6. , A
+5
0
6. , B
+5
0
6. , C
+5
0
6. , D
+5
0
그림 9-12
7. 10분주 카운터 IC
다음 회로를 구성하고, 출력값을 그림 9-14에 구성하시오.
(a) 핀 9 (b) 핀 8 (c) 핀 11 (d) 핀 12
Clock
+5
0
7. FF1 Q 9
+5
0
7. FF2 Q 8
+5
0
7. FF3 Q 11
+5
0
7. FF4 Q 12
+5
0
그림 9-14
5. 실험 고찰
1. 실험 1의 카운터에서 입력 주파수는 1MHz이다. 출력 주파수는 얼마인가? 어떻게 그것이 결정되었는가? (힌트: 각 파형의 주기를 결정하시오. )
2. 실험 2에서 카운터의 출력 주파수는 얼마인가?
3. 실험 4의 8421 BCD카운터는 10진수의 9에 해당하는 2진수 1001의 카운트 상태까지만 카운트한다. 10번째 카운트에서는 플립플롭 4와 1만 그 상태를 바꾸어 카운터는 0000의 처음 상태로 되돌아간다. 그 이유를 설명하시오. (힌트: 9번째 카운트 후의 J1, J2, J3 와 K1, K2, K3을 입력으로 하는 표를 작성하시오.) 그런 다음 IC7422의 진리표를 적성 하여 어떻게 1001다음의 상태가 0000이 되는지를 설명하시오. (TTL IC에서는 연결돼 있지 않은 단자는 논리 1로 간주된다. 실험 4를 참고.)
4. 표 9-1을 볼 때, 이 카운터는 사용하지 않는 상태에 천이 하는 것이 사용하지 않는 안정 상태에서 계속 머무르게 되는가? 또는 일시적으로 머무르게 되는가?
5. 실험 6의 내부연결과 파형패턴을 근거로 할 때 이 10 진 카운터 IC는 어떤 유형인가: SW출력, 1242, 또는 NBCD?
6. 실험 7의 파형패턴에 관하여 문제 5를 반복하시오.
7. 4bit-Synchronous counter를 설계하여 회로도와 파형으로 나타내시오. (simulation)
6. 필요한 결과
Clock
+5
0
1. FF 1 Q
+5
0
1. FF 2 Q
+5
0
그림 9-4
Clock
+5
0
2. FF 1 Q
+5
0
2. FF 2 Q
+5
0
2. FF 3 Q
+5
0
그림 9-6
Clock
+5
0
3. FF 1 Q
+5
0
3. FF 2 Q
+5
0
3. FF 3 Q
+5
0
3. FF 4 Q
+5
0
그림 9-8
Clock
+5
0
4. FF 1 Q
+5
0
4. FF 2 Q
+5
0
4. FF 3 Q
+5
0
4. FF 4 Q
+5
0
그림 9-10
표 9-1
펄 스
카운트 상태
Clock
+5
0
6. , A
+5
0
6. , B
+5
0
6. , C
+5
0
6. , D
+5
0
그림 9-12
Clock
+5
0
7. FF1 Q 9
+5
0
7. FF2 Q 8
+5
0
7. FF3 Q 11
+5
0
7. FF4 Q 12
+5
0
그림 9-14

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