디지털 회로 실험 및 설계 - 74LS192를 이용한 Up-Down Counter 실험 1

소개글

디지털 회로 실험 및 설계 - 74LS192를 이용한 Up-Down Counter 실험 1에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목표
2. 관련이론
3. 데이터 시트
4. PSpice 시뮬레이션

본문내용

결하면 BI로 동작하며, ’High‘ 또는 ’Open\' 상태에서는 RBO로 동작한다. BI 상태에서는 모든 출력 단자로 ‘High\'를 출력하며 7-segment를 오프시킨다. RBO 상태에서는 RBI 제어 단자에 의해 7-segment가 오프되는 경우에 ’Low\'를 출력한다.
- 5번 단자(RBI) : 데이터 0의 표시 여부를 제어할 때 사용한다. 이 단자에 ‘Low\'를 연결하면, 표시할 데이터가 0인 경우 모든 출력 단자로 \'High\'를 출력하여 7-segment 전체를 오프시킨다.
※ F1 ~ F3은 7-segment이고, D1 ~ D3은 7447 디코더이다.
- 예를 들어 ‘123’을 표시할 때, F1은 ‘1’을 표시하고, F2와 F3은 각각 ‘2’와 ‘3’을 표시한다. 다른 예로 두 자리 10진수를 표시하는 경우, 숫자의 앞쪽은 0을 표시하지 않으므로 F1은 오프되어야 하며, 이를 위해 D1의 ‘RBI’ 단자에는 \'Low\'가 연결되어 있다.
- 더 나아가 한 자리 10진수를 표시하는 경우에는 F1과 F2가 모두 오프되어야 한다. 이를 위해 D1의 ‘RBO\' 단자를 D2의 ’RBI\' 단자에 연결한다. 그러면 데이터가 ‘0’이므로 RBI 제어 단자에 의해 F1이 오프될 때 D1의 ‘RBO\' 단자로 \'Low\'가 출력되어 F2도 오프된다. D2의 ’RBO\' 단자도 D3의 \'RBI\' 단자와 연결되어 있다.
- 한편, ‘103’과 같이 두 번째 자리만 ‘0’인 10진수는 ‘0’을 표시해야 한다. 이 경우 F1에는 ‘1’이 표시되므로 D1의 ‘RBO\' 제어 단자로 ’High\'가 출력된다. 그러면 D2의 ‘RBI\' 단자에도 ’High\'가 입력되므로 F2는 데이터 ‘0’을 표시한다.
74LS192 업다운 카운터
- 업 카운터나 다운 카운터나 링 카운터의 경우 입력 신호가 한 번 펄스를 가할 때 카운터가 가산되거나 감산되는데에 비해, 업다운 카운터의 경우 신호가 끊어지면 다시 카운터가 초기화 즉, 리셋이 된다.
- VCC는 16번핀, 그라운드는 8번핀.
- 15, 1, 10, 9번핀이 INPUT 핀
- 11번핀은 로드역할.
- 3, 2, 6, 7번핀이 OUTPUT 핀
- 5번핀은 UP, 4번핀은 DOWN
- 14번핀은 클럭
3. 데이터시트
※ 이번에 사용한 소자는 74LS47, 74LS192입니다.
- 74LS47-
-74LS192-
데이터 시트 분석
74LS47
- 1, 2, 6, 7번 핀은 BCD 코드 입력 단자이고, 9 ~ 15번 핀은 출력 단자이다. 8번은 그라운드, 16번은 VCC이다.
- 출력 단자는 7-segment의 7개의 마디(a~g)와 연결한다.
- 4.75V정도의 전압이 인가되어야 ON이 된다.
74LS192
- VCC는 16번핀, 그라운드는 8번핀.
- 15, 1, 10, 9번핀이 INPUT 핀
- 11번핀은 로드역할.
- 3, 2, 6, 7번핀이 OUTPUT 핀
- 5번핀은 UP, 4번핀은 DOWN
- 14번핀은 클럭
- 2V정도의 인풋전압, 3.5V정도의 아웃풋전압
4. Multisim 시뮬레이션 회로도 및 결과
실험 1)
시뮬레이션 결과
- 아무것도 나타나지 않는다.
- 74LS47의 4번 핀과 5번 핀이 VCC에 연결되어 있지 않고, 독립적으로 연결되어 있기 때문이라고 예측한다. 정확한 실험 결과는 실험 수업 때 확인해 볼 예정이다.
실험 2)
※ RUN 직후 시뮬레이션 결과 ※
J1 = VCC J2 = VCC J1 = 그라운드 J2 = 그라운드
J1 = VCC J2 = 그라운드 J1 = 그라운드 J2 = VCC
시뮬레이션 결과
※ RUN 직후 ※
- J1 = VCC J2 = VCC 일땐 U1은 9 U2은 9
- J1 = 그라운드 J2 = 그라운드 일땐 U1은 0 U2은 0
- J1 = VCC J2 = 그라운드 일땐 U1은 0 U2은 0
- J1 = 그라운드 J2 = VCC 일땐 U1은 9 U2은 0
※ RUN 후 스위치 이동시 ※
- J1을 VCC에 고정시킨 후 J2의 스위치를 움직이면 U1이 십의 자리 역할, U2가 일의 자리 역할로 순차적으로 1씩 감소한다.
- J2를 VCC에 고정시킨 후 J1의 스위치를 움직이면 U1이 십의 자리 역할, U2가 일의 자리 역할을 하며 순차적으로 1씩 증가한다.
※ 채터링 방지 회로 ※
채터링이란?
- 전자 회로 내의 스위치나 계전기의 접점이 붙거나 떨어질 때, 기계적인 진동에 의해 매우 짧은 시간 안에 접점이 붙었다가 떨어지는 것을 반복하는 현상. 회로 오작동의 원인이 되는 동시에 접점의 마모를 재촉하게 되므로 방지 조치가 필요하다.
채터링 방지
- 스위치에 저항과 커패시터를 병렬로 연결하여 채터링을 방지한다.
- 소프트웨어 측면으로는, 시간지연(Time delay)루틴을 이용한다.
(키가 눌러질 때는 처음 Low 상태가 검출되면 20ms 정도의 시간 지연을 주고 다시 Low상태를 확인하여 키가 눌러진 것으로 인식하고 그 다음 손을 떼서 High상태가 검출되면 20ms의 시간 지연 후에 다시 High 상태를 확인하여 떼어졌음을 인식한다.
위 두가지를 합쳐서 1번 스위치가 눌렸음을 알 수 있게 된다.)
실험 3)
※ RUN 직후 시뮬레이션 결과 ※
J1 = VCC J2 = VCC J1 = 그라운드 J2 = 그라운드
J1 = VCC J2 = 그라운드 J1 = 그라운드 J2 = VCC
시뮬레이션 결과
※ RUN 직후 ※
- J1 = VCC J2 = VCC 일땐 U1은 9 U2은 9
- J1 = 그라운드 J2 = 그라운드 일땐 U1은 0 U2은 0
- J1 = VCC J2 = 그라운드 일땐 U1은 0 U2은 0
- J1 = 그라운드 J2 = VCC 일땐 U1은 9 U2은 0
※ RUN 후 스위치 이동시 ※
- J1을 VCC에 고정시킨 후 J2의 스위치를 움직이면 U1이 십의 자리 역할, U2가 일의 자리 역할로 순차적으로 1씩 감소한다.
- J2를 VCC에 고정시킨 후 J1의 스위치를 움직이면 U1이 십의 자리 역할, U2가 일의 자리 역할을 하며 순차적으로 1씩 증가한다.
※ 실험2와 실험3 결과 비교 ※
- 실험3이 실험2에 비해 좀 더 안정적이지만 멀티심의 시뮬레이션은 결과적으로 동일하게 나왔다.

키워드

디지털회로실험및설계,   74LS192,   Up/Down Counter,   업다운카운터