최신디지털공학실험 제10판 실험4 논리게이트 : 실험적으로 NAND,NOR,인버터 게이트의 진리표를 작성, NAND,NOR 게이트를 이용한 다른 기본 논리 게이트 구성, ANSI/IEEE 표준 91-1984 논리 기호 사용

소개글

최신디지털공학실험 제10판 실험4 논리게이트 : 실험적으로 NAND,NOR,인버터 게이트의 진리표를 작성, NAND,NOR 게이트를 이용한 다른 기본 논리 게이트 구성, ANSI/IEEE 표준 91-1984 논리 기호 사용에 대한 보고서 자료입니다.

목차

논리게이트
실험결과
실험결과및결론
고찰
평가및연습문제

본문내용

용된다면은 온도,압력스위치 2개가 동시에 ON이 되어 LOW(0)입력을 A,B입력에 넣어주어야만 경보 LED의 불은 들어오게 된다. 경보회로에서는 둘중에 하나라도 높다면 경고 표시를 해줘야 하므로 이회로에서는 OR게이트를 사용해서는 안된다.
3.자동차 도난 경보기는 보통 문이 닫혀 있을 때 4개의 각 문에 LOW 스위치가 달려 있다. 만약 어떤 문이라도 열리게 되면 도난 경보가 울린다. 경보는 액티브-HIGH 출력을 필요로 한다. 이 논리를 제공하기 위해서는 어떤 유형의 기본 게이트가 필요한가?
①문제해결: 도난경보기는 액티브 HIGH 출력값을 나타내야만 경보가 울리게 된다.
각문의 LOW스위치 4개의 입력이 존재한다.
어떠한 문 즉 문이 한 개라도 열리면은 경보가 울리는 회로가 되어야한다.
이말은 입력이 0,0,0,0일경우는 경보가 울리지 않고 0,0,0,1~1,1,1,1 등 HIGH입력이 한 개라도 나타나면 경보가 울려야한다.
사용해야할 논리게이트는 OR게이트이다.
만약. AND게이트를 사용한다면은 4개의 모든 문이 열려야만 (1,1,1,1) 경보가 울리게될것이다. 그러면 경보의 의미는 없어지므로 OR게이트를 이용해야한다.
4.회로에 2-입력 NOR게이트가 필요하지만, 지금 가지고 있는 것은 7400(4조 2-입력NAND게이트)만 가지고 있다고 가정하여라. NAND 게이트를 사용하여 필요한 NOR 함수를 얻을수 있는 방법을 설명하여라(등가의 진리표는 당가의 함수를 의미 한다는것을 기억하여라)
<-참조:
(그림출처:최신디지 털공학p153NAND게이트-도서출판그린)
NAND게이트는 Negative-OR과 같은 기능을 수행한다.
(A*B = A +B) 위의 그림과 같이 구성하게 되면 NOR기능을 만들 수 있다.
그런데 7400 4조 2입력 NAND게이트에는 NOT게이트가 없다.
다음과 같이 NAND 게이트를 사용하면 NOT게이트를 만들 수 있다.
(A*A=A) ※NAND게이트 입력 2개를 묶으면 NOT게이트 역할을 한다.
이두가지 조건을 이용하여 등가회로를 만들다면 NOR함수를 얻을수 있는 게이트를 얻을수있다. 입력에 NOT게이트역활하는 NAND게이트(입력묶은)를 삽입하고 출력부분에 NOT게이트 역할을하는 NAND게이트(입력묶은)를 넣으면 NOR게이트를 (A+B=Y)만들 수 있다.
===>
A+B=Y NOR게이트 (회로그림) A+B=A+B=A+B=X
6.4-입력 NAND 게이트 하나를 포함하고 있는 회로를 고장 진단하던 중 NAND 게이트의출력이 항상 HIGH인것을 발견하였다고 가정하자. 이는 게이트에 문제가 있다는 것을 의미하는가? 설명해 보아라
4입력 NAND게이트의 경우는 식으로 A*B*C*D =Y 로 나타나게 된다. 진리표를 간략하게 보면
입력A
입력B
입력C
입력D
출력Y
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
생략
생략
생략
생략
생략
1
1
1
1
0
다음 진리표처럼 나타나게된다. (1,1,1,1)만 출력0을 나타내고 그 외는 (0,0,0,0~1,1,1,0)까지는 출력1을 나타내게 된다.
그런데 문제에서 NAND게이트 출력이 항상 HIGH(1)인것을 발견했다고 가정했다.
생각을 해보면은 NAND게이트에 문제가 있다는 것으로 해석할수있다.
문제의 원인을 생각하면 ①4입력 NAND게이트의 고장 ②A,B,C,D에 비정상적인 입력을 가한 경우 (HIGH입력해야되는곳에 LOW입력으로 가한 경우나 개방입력을 시킨경우) 로 볼수 있다.
고찰
이번실험의 목적은 실험적으로 NAND, NOR, 인버터 게이트의 진리표를 작성하고 NAND , NOR 게이트를 이용하여 다른 기본 논리게이트를 구성하는 방법과 ANSI/IEEE 표준 91-1984 논리 기호를 사용하는 방법을 알아보는 실험이다.
2장3장의 실험의 경우에는 회로도를 책에서 제공하여 회로도를 보고 그대로 브레드보드의 구성을 하면 되었으나 이번4장 실험의 경우에는 회로도를 제공하지않아 우리가 직접 부록A의 7400 7402 게이트의 내부회로도를 보고서 직접 회로도를 보고 브레드보드구성해 실험을 임하였다.
우리는 그를 바탕으로 회로를 구성후 출력결과를 테스트를 해보았다.
첫 번째 실험 출력전압이 LOW(0)출력은 0V에 가까운 65mV등으로 정상적으로나왔으나 HIGH(1)출력은 5V를 넘는 5.2V등의 전압이 오실로스코프에 나타났었다.
우리는 실험이 잘못된 줄 알고 여러 가지 방편으로 회로를 다시 생각해 보았고 정확한 LOW(0)입력값을 주기위해 1.0KΩ의 풀다운저항을 구성해 회로를 구성하기로 하였다.(3장의 회로를 생각해서) 내부임피던스값으로인해 정확하지 않은 입력값을 줄수도 있다는 생각에서 였다.
하지만 전압의 차이는 크게 없었다 하지만 풀다운저항이 잘못된것도 아니였다.
전원출력장치의 전압이 제대로 나오는지 디지털멀티미터로 체크해 보니 전원출력장치의 LED표시등에는 5V라고 표기는 되어있었으나 5V살짝높은 5.2V가량의 전압이 출력된것을 확인할수 있었다. 우리는 최대한으로 정확한 5V를 주기위해 살짝 조정을 시키고 실험에 임하니 정상적인 값을 얻을수 있었고 실험은 성공적으로 마칠수 있었다.
이번사실을 통해 알게된내용으로는 첫번째로는 7400NAND게이트, 7402NOR게이트의 내부구조를 알수 있었고 두 번째로는 NAND,NOR게이트의 논리기호표현 방법이 1가지뿐 아니라 2가지라는 것을 알수 있었다. (ANSI/IEEE 논리기호)
마지막으로 가장중요한 NAND게이트를 여러개를 이용해 조합을 해서 회로를 구성하면 NOT게이트 , 버퍼게이트, NOR게이트 OR게이트도 만들 수 있고 NOR게이트를 여러개 이용해 NOT게이트,버퍼게이트,NAND게이트,AND게이트를 구성할수 있다는 새로운 사실을 깨닫게 되었다. 또한 NAND는 Negative-OR과 같다는사실, NOR는 Negative-AND와 같다는 사실을 알수 있었다.
표4-6~4-9의 게이트 2개이상을 사용한 실험의 진리표를 통해 조합을 통해 여러 가지 게이트를 표현할수 있는걸 알수있었고 이를 바탕으로 평가 및 복습문제를 푸는데 도움이 되었으며 평가및 복습문제를 해결하면서 게이트의 여러 가지 활용방면에 대해서 알수있는 유익한 실험 이었다.

키워드

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