디지털 논리회로 Final HW

소개글

디지털 논리회로 Final HW에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

일치 하지 않았을 때 ‘2’ , 3회연속 일치 하지 않을 경우에는 3이 계속 표시된다.
또한, RESET버튼을 입력하면 세 개의 7-segment LED 모두 ‘0’ 이 표시되어 초기상태로 돌아간다.
먼저, 소자가 타거나 손상을 입는 것을 방지하기 위해서 이 회로를 구성할 때 대부분의 소자에 소켓을 연결하여 사용하였다. 따로 소켓을 먼저 납땜을 하니 납땜을 번복하는 와중에 소자가 타지 않아서 안정적으로 할 수 있었다.
회로상의 스위치는 다리가 3개 있는 것이어야 했기 때문에, 받은 Push버튼으로 되어있는 스위치를 사용할 수 없어, 스위치를 사와서 하던 도중 잃어버리게 되어 2개의 다리가 있는 push 버튼이 되어있는 스위치를 사용하여 보았을 때 제대로 작동 되지 않음을 볼 수 있었다. 또한 Logic works 상에서도 제 회로에서는 부여 받은 스위치로는 작동하지 않아 3개의 다리가 있는 스위치를 다시 사와서 작동시켜본 결과로 회로작동은 성공적으로 할 수 있었다.
회로를 연결하는데 있어서, 여러개의 전선을 열결하는 Node 연결에서 가장 문제가 많이 발생할 수 있었는데, 그것에 문제가 생기지 않는 이상 성공적으로 회로작동이 되었다.
처음엔 7-segment 연결에서도 회로의 e 나 c 부분에 문제가 생길 때 LED 에 문제가 생기기도 하였다.
입력부분의 스위치에 저항과 캐패시터를 연결하여 안정성을 주려고 하였으나, 실수로 스위치를 달았다가 빼는 부분에서 회로에 이상이 생길 것 같아서 연결하지 않고 바로 스위치를 연결하였다.
9V 건전지를 우리가 원하는 5V의 VCC를 바꿔주기 위해서 래귤레이터를 사용하였고, 이 때문에 회로가 튀거나 하는 것 없이 적당한 전압이 연결되어 회로가 잘 작동한 것 같다.
처음으로 하는 납땜과 회로 연결이었지만 밤샘과 시간을 투자하였을 때 결과가 나와줘서 다행이고, 다음 학년에 하는 회로도 다른 여러 소자를 사용하여 또 회로를 구성하여 보고 싶었다.
TOPIC 2. 타이머를 이용한 디지털 논리 응용 심화 2
-simulator 는 multisim 사용
가장 중요한 소자는 Timer용으로 많이 사용되는 IC인 NE555입니다.
일반적으로 NE555는 그 출력으로 구형파를 만들어 주게 되는데요.
그때 생성되는 구형파의 특성은 R1, R2, C1에 의해 결정됩니다.

여기서, C1은 R1과 R2에 의해서 충전되고, 입력 전압이 Threshold 전압을 넘어서게 되면 방전모드로 전환됩니다. 전압은 7번 핀을 통해 방전 되고, 입력 전압의 1/3 지점까지 내려오게 되면, NE555 내부의 FF에 의해 7번 핀이 off 상태로 전환됩니다. 그럼 다시 충전. 이와 같이충전과 방전을 반복하면서 출력 전압은 구형파의 형태를 띄게 됩니다.

회로도 구성은위와 같이 할 수 있습니다.
여기서, Multisim의 가장 강력한 특징이 나옵니다.
동그리미 친 부분을 보시면Key = A 라든지 Key = B 혹은 12345678로
설정하였습니다.
시뮬레이션을 시키면서 언제든지 내가 원하는 순간에 사전에 설정해 놓은 단축키를 눌러줌으로써 조작을 가할 수 있게 됩니다.
즉, 0.5초가 지난 시점에 MainSW1을 연결시키고 싶다면 키보드에서 A버튼을 눌러주면 됩니다.
여기서, 시뮬레이션 결과는 다음과 같습니다. 아래 시뮬레이션 파형은 위쪽에 회로도에 있는
2-채널 오실로스코프가 아닌 4-채널 오실로스코프로 찍었습니다.
파랑색은 메인 전원의 전압값
적색은 Out에서 나오는 출력값
검정색은 전압값 C3과 C11에서 충방전 되는 캡의 전압값
여기서, 적색으로 나오는 출력값은 제가 사전에 설정해 놓은 저항값의 관계에 따라서 해당하는 주파수로 계산되어 나옵니다. 이때 관계식은

그렇다면, 여기서 SW1~8 중에8번 스위치를 조작하게 되면,
RA에 해당하는 저항값이 커지게 되겠죠. 그럼 위의 주파수 관계식에서 RA가 커지니깐, 분모가 상승하고 결국 주파수가 느린 신호가 출력 될 것 입니다.

SW1 (저항이 작을 때)
SW8 (저항이 클 때)

시뮬레이션 상에서 SW를 어떻게 눌러줌에 따라서 저항 값이 변하고, 그에 따라 출력 값이 달라지는 것을 확인하였습니다. 그럼 가변되는 출력신호를 스피커에 연결해 주면
스피커는 눌러주는 스위치에 따라 다른 소리를 내게 됩니다.
결과
간단한 회로 구성을 통해 도, 레, 미, 파, 솔, 라, 시, 도와 반음 구현이 가능한 피아노를 구현해 보는 회로를 심층분석하여 multisim을 이용한 simulation을 하여 보았습니다.

키워드

디지털 논리회로,   Final HW,   카운터를 이용한 디지털 논리 응용 심화