Term-project 7-Segment (설계보고서)

목차

- 목 차 -
1. 설계입장 - p.1
1) 7-Segment란?
(1) 7-Segment 소개
(2) 7-Segment 이용

2) 설계목적
(1) 설계목적

2. 설계원리 - p.3
1) LED 원리
(1) LED기호와 극
(2) 7-Segment동작원리
(3) 7-Segment의 연결

2) IC 소개
(1) NOT
(2) AND 게이트
(3) OR 게이트

3) 브레드보드 원리

4) Karnauh MAP


3. 4-입력 7-Segment 표시 설계
- p.9
1) 설계주제 및 스펙
(1) 설계주제
(2) 스펙
2) 진리표
3) 카르노맵
4) 쿼터스를 이용한 회로도 작성
5) 쿼터스를 이용한 Simulation 출력 값 도출
6) 브레드보드상 구현
7) 설계 결과

4. 느낀점 - p.19

5. 첨부 - p.21
1) 설계에 사용된 부품의 가격
2) 참고
3) Date sheet
(1) NOT(74LS04)
(2) AND(74LS08)
(3) OR(74LS32)

본문내용

출력 값 도출
입력 값 A, B, C, D에 따른 출력 값 a, b, c, d, e, f, g의 타이밍 도
6) 브레드보드상 구현
게이트 수
필요 IC
IC당 게이트 수
필요 IC 수
NOT
4개
74LS04
4개
8개
AND
29개
74LS08
4개
7개
OR
28개
74LS32
6개
1개
※ 74LS86(X-OR)게이트와 74LS11(3AND)게이트를 사용하여 회로를 구성하여 되지만, 수학적으로 74LS86(X-OR)게이트와 74LS11(3AND)게이트를 사용할 시 IC의 수가 하나씩 늘어나기 때문에 AND와 OR만 사용한다.
7) 설계 결과
입력 값 : 0000
0 표시
입력 값 : 0001
1 표시
입력 값 : 0010
2 표시
입력 값 : 0011
3 표시
입력 값 : 0100
4 표시
입력 값 : 0101
5 표시
입력 값 : 0110
6 표시
입력 값 : 0111
7 표시
입력 값 : 1000
8 표시
입력 값 : 1001
9 표시
입력 값 : 1010
A 표시
입력 값 : 1011
b 표시
입력 값 : 1100
C 표시
입력 값 : 1101
d 표시
입력 값 : 1110
E 표시
입력 값 : 1111
F 표시
4. 느낀점
2010년 4월 6일, 드디어 Term-project(이하 텀 프로젝트) 시작의 종이 울렸다. 텀 프로젝트를 너무도 하고 싶었기에 기쁘기도 했지만 한편으로는 심히 걱정도 되었다.
들리는 소문에 의하면 텀 프로젝트는 보통 작업이 아니어서 3일 밤낮을 투자해야 간신히 만들 수 있다한다. 더군다나 곧 중간고사도 있어 맘 놓고 천천히 하다간 시험에 악영향을 끼칠까 두려움과 걱정이 몰려왔다.
하지만 소문은 소문일 뿐, 나는 텀 프로젝트가 발표 된 다음 날부터 바로 작업을 시작하였다. 처음 입력 값에 따른 세그먼트 표시 진리표를 작성하는 일은 매우 간단하였다.
시작은 순조로웠다.
하지만 곧 카르노맵작성과 쿼터스 사용법에 익숙하지 못한 나는 모든작업 - 진리표, 카르노맵, 회로도 작성;을 마치고 마침내 시뮬레이션을 돌려보는순간!
맙소사. 값이 제멋대로 나와버린다.
분명 한 번에 나오지 않을 것은 알고 있었지만 막상 이 무지막지한 회로를 다시 일일이 확인하고 다시 작성, 꾸며야 한다는 생각에 앞길이 캄캄해졌다...
더군다나 다른 학우들보다 먼저 시작한 나는 출력 값 a, b, c, d, e, f, g를 회로도 스케치상에 한 번에 그려 하였는데 다른 학우들은 입력 값들을 하나하나의 스케치상에 그려 시뮬레이션을 따로따로 돌리기에 오류를 쉽게 찾아내고 쉽게 고쳐내곤 하였다.
아뿔사.. 왜 나는 그런 생각을 왜 못했을까...?
입력 값(input)을 세로로 바꿔 한 번에 입력하는 방법을 생각해내어 나름 센세이션을 불러일으켰다고 생각했던 나는 엄청난 충격을 받았다. 내 방식은 회로가 한 번에 모두 연결시키고 시뮬레이션을 돌렸기 때문에 만일 오류가 난다면 모든 회로를 봐야했고 그로인해 디버그 하는 시간도 오래걸렸다.
몇 번의 실패의 쓴 맛을 보고 결국 회로도를 완성시켜 시뮬레이션의 결과 값을 도출하는데 성공하였다.
이튿날 바로 각자의 집에서 같이 밤새 작업을 한 친구와 함께 곧장 회로에 필요한 IC와 도선, 장비품등을 구입하고 구하여 회로조립에 들어갔다.
‘이제 회로만 연결하면 끝난다!’라고 생각했던 우리는 무척이나 어리석었다.
텀프로젝트의 최고봉은 회로조립이었다..
처음 부푼 마음으로 IC의 위치, 도선을 이을 방향, 세그먼트 설치 위치 등을 기분좋게 구성하고 천천히 그리고 정확하게 회로를 만들어 나갓다.
마침내 하나의 결과값을 나타내는 회로를 완성시켰고 지체할 것 없이 바로 전원을 연결하였다.
결과는 당연히.... 나오지 않았다. 아무리 입력 값을 바꾸더라도 주구장창 들어오는 세그먼트의 빨간 불은 나를 비웃기라도 하는 듯 절대 off되지 않았다.
어디서 어떻게 잘못 되었는지, 옳게 잘 연결하였는데 왜 나오지 않을까. 난 소질이 없는걸까. 내가 모자라는걸까 인가. 그냥 포기해버릴까. 많은 생각이 들었다.
하지만 이것을 포기하게 된다면 나는 나중 분명 아무것도 하지 못할 것이라 여겼기 절대 포기하지 않고 내가이기나 빵판이 이기나 자웅을 다뤄보고자 독한마음으로 계속 작업을 계속 하였다.
아무리 옳게 연결을 해도 나오지 않는 값. 이것을 어떻게 해야 할까, 맞는데? 뜯자.
아 왜 또 안되지? 뜯자.
가끔은 분명히 절대 옳게 구성, 연결하였는데 값이 나오지 않는 경우도 있었다. 이런 경우는 불량 IC와 불량 도선으로 외부적 요인에 있었으며 이제는 이러한 문제, 오류들을 쉽게 찾아 낼 수 있었다.
이렇게 오류를 하나씩 하나씩 찾아 가고 결과 값 연결을 하나하나 성공 시킬 때마다 나의 회로구성에 대한 레벨은 한 단계 한 단계 성장하고 있음을 느낄 수 있었다.
결국 4일 3시간, 정확히 99시간 만에(취침, 식사 시간을 포함한) 모든 회로가 완성되었고 모든 결과 값이 깔끔하게 잘 나오게 되었다.
이번 텀프로젝트를 통하여 얻은 것이 많다. 우선 끈기와 성취감에 대하여 다시금 한번 느낄 수 있었으며 인문계 고등학교를 나와 실제 도선을 꾸미고 구성하는 기회가 적었던 나에게 회로에 대한 커다란 자신감을 안겨주었다.
더욱이 프로젝트 내내 함께한 진리표와 논리회로 식, 카르노 맵 들을 정말 제대로 복습되어 절대 잊을 수 없을 것 같다.
옛말에 ‘실패는 성공의 어머니.’라는 문구가 주마등산처럼 스쳐간다.
지금도 이렇게 마지막 설계보고서를 작성하고 있는 내가 너무도 자랑스럽다.
앞으로 또 있을 기말 텀프로젝트가 매우 기대 되며 잘 해낼 수 있을 것이라 믿는다.
5. 첨부
1) 설계에 사용된 부품의 가격
부품명
수량
부품
부품 가격
74LS04
(반전기)
1개
74LS08
(AND
gate)
8개
74LS32
(OR gate)
7개
2) 참고
- 홈페이지
·http://home.kosha.net/~heejog/basic/logic.html
·http://pepsiman.tistory.com/122
- 참고문헌
·「Digital Fundamentals 최신 디지털 공학 - 제10판」
3) Date sheet
(1) NOT(74LS04)
(2) AND(74LS08)
(3) OR
끝.

키워드

텀 프로젝트,   term project,   7 segment,   Karnauh,   카르노,   led,   quartus,   쿼터스