[A+] 일반 논리게이트 응용 예비보고서

소개글

[A+] 일반 논리게이트 응용 예비보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 이론

3. 실험 내용

4. 예비 보고
1) 3 입력 AND 게이트와 OR 게이트를 2 입력의 회로에 사용할 경우 나머지 한 개의 입력은 어떻게 연결해야 하는지 설명하라.
2) AND, OR, NOT 게이트를 이용하여 NAND, NOR, XOR 게이트를 구현하는 방법을 기술하라.

본문내용

결하여야 회로가 정상적으로 동작함을 알 수 있다.
또한 회로를 다 구성하였으면, 입력 신호인 ‘A’, ‘B’, ‘C’, ‘D’의 값을 ‘L’와 ‘H’로 변화시키면서 출력 신호인 ‘F1’, ‘F2’ 의 상태를 확인한다.
< 브레드보드에 회로를 구성한 사진 >
위의 [그림 2-8]에서와 같이 2입력 NAND게이트 IC 74X00, 2입력 OR게이트 IC 74X32, 2입력 NOR게이트 IC 74X02, 인버터(inverter) IC 74X04 를 이용하여 회로를 구성하라.
이때, 각 IC의 핀 접속도를 잘 연결하여야 회로가 정상적으로 동작함을 알 수 있다.
또한 회로를 다 구성하였으면, 입력 신호인 ‘A’, ‘B’, ‘C’의 값을 ‘L’와 ‘H’로 변화시키면서 출력 신호인 ‘F1’, ‘F2’ 의 상태를 확인한다.
실험 나) XOR게이트()를 AND/OR/NOT 게이트를 이용하여 설계하고 출력의 상태를 확인하라.
[그림 2-9 ] XOR게이트를 AND/OR/NOT게이트로 표현한 조합 논리회로.
위의 [그림 2-9]에서와 같이 X = 의 관계식이 성립하므로 2입력 AND게이트 IC 74X08, 2입력 OR게이트 IC 74X32, 2입력, 1입력 NOT게이트(inverter) IC 74X04 를 이용하여 회로를 설계한다.
이때, 각 IC의 핀 접속도를 잘 연결하여야 회로가 정상적으로 동작함을 알 수 있다.
또한 회로를 다 구성하였으면, 입력 신호인 ‘A’, ‘B’의 값을 ‘L’와 ‘H’로 변화시키면서 출력 신호인 X의 상태를 확인하고 XOR게이트의 진리표와 그 값을 비교해본 다. 이때, XOR게이트의 진리표는 다음과 같다

< 예비 보고 >
다. 3 입력 AND 게이트와 OR 게이트를 2 입력의 회로에 사용할 경우 나머지 한 개의 입력은 어떻게 연결해야 하는지 설명하라.
1) 3 입력 AND 게이트를 사용할 경우.
3입력 AND 게이트는 모두 3개의 입력을 가지므로, 2개의 입력만을 가지는 2입력 게이트와 직접적으로 연결할 수는 없다. 따라서 이러한 상황에서는 먼저 3입력 AND를 2개의 2입력 AND 게이트로 분해해야 한다.
3입력 AND 게이트를 2개의 2입력 AND 게이트로 분해하려면, 아래의 그림과 같이 입력을 두 그룹으로 나누어야 한다. 예를 들어, 아래의 그림과 같이 3개의 입력을 A,B,C 라고 한다면, 첫 번째 2입력 AND 게이트는 A와B를 입력으로 받고, 두 번째 2입력 AND 게이트는 첫 번째 AND 게이트의 출력과 C를 입력으로 받는다. 이렇게 하면 A,B,C 중 하나 이상이 0이면 전체 회로 출력이 0이 되는 3입력 AND 게이트의 동작을 2개의 2입력 AND 게이트로 구현할 수 있다.
또한, 이는 부울대수에서 결합법칙인 (AB)C=ABC 가 성립함을 보여주고 아래 회로와 같은 의미이다.
< 회로도 > < 진리표 >
또한, 위의 회로와 아래의 회로는 진리표가 동일한 등가회로이다.
2) 3 입력 OR 게이트를 사용할 경우.
3입력 OR 게이트는 모두 3개의 입력을 가지므로, 2개의 입력만을 가지는 2입력 게이트와 직접적으로 연결할 수는 없다. 따라서 이러한 상황에서는 먼저 3입력 OR 게이트를 2개의 2입력 OR 게이트로 분해해야 한다.
3입력 OR 게이트를 2개의 2입력 OR 게이트로 분해하려면, 입력을 아래의 그림과 마찬가지로 두 그룹으로 나누어야 한다. 예를 들어, 아래의 그림과 같이 3개의 입력을 A,B,C 라고 한다면, 첫 번째 2입력 OR 게이트는 A와 B를 입력으로 받고, 두 번째 2입력 OR 게이트는 첫 번째 OR 게이트의 출력과 C를 입력으로 받는다. 이렇게 하면 A,B,C 중 하나 이상이 1이면 전체 회로 출력이 1이 되는 3입력 OR 게이트의 동작을 2개의 2입력 OR 게이트로 구현할 수 있다.
또한, 이는 부울대수에서 결합법칙인 (A+B)+C=A+B+C 가 성립함을 보여주고 아래 회로와 같은 의미이다.
또한, 위의 회로와 아래의 회로는 진리표가 동일한 등가회로이다.
라. AND, OR, NOT 게이트를 이용하여 NAND, NOR, XOR 게이트를 구현하는 방법을 기술하라.
1) NAND 게이트를 AND, NOT 게이트로 구현하는 방법
NAND 게이트는 ‘NOT AND’의 의미라고 볼 수 있다. 즉, AND 게이트 바로 뒤에 NOT 게이트가 연결된 형태라 볼 수 있다. 이때, NAND 게이트의 출력에 대한 논리식은 F= 이다. 따라서 두 개 이상의 입력을 가지는 NAND 게이트를 구현하는 방법으로는, 우선 같은 입력들을 받는 AND 게이트에서, 이 게이트의 출력을 입력으로 받는 NOT 게이트를 연결해준다.
이때, 위 그림의 회로(AND 게이트와 NOT 게이트를 이용한 회로)와 아래의 NAND 게이트를 이용한 회로는 진리표가 동일한 등가회로임을 알 수 있다.
2) NOR 게이트를 OR, NOT 게이트로 구현하는 방법
NOR 게이트는 ‘NOT OR’의 의미라고 볼 수 있다. 즉, OR 게이트 바로 뒤에 NOT 게이트가 연결된 형태라 볼 수 있다. 이때, NOR 게이트의 출력에 대한 논리식은 F = 이다. 따라서 두 개 이상의 입력을 가지는 NOR 게이트를 구현하는 방법으로는, 우선 같은 입력들을 받는 OR 게이트에서, 이 게이트의 출력을 입력으로 받는 NOT 게이트를 연결해준다
이때, 위 그림의 회로(OR 게이트와 NOT 게이트를 이용한 회로)와 아래의 NOR 게이트를 이용한 회로는 진리표가 동일한 등가회로임을 알 수 있다.
3) XOR 게이트를 AND, OR, NOT 게이트로 구현하는 방법
XOR(Exclusive OR) 게이트는 두 개 이상의 입력 신호에 대하여 한 개의 출력 신호를 얻으며, 입력 신호 중 홀수 개의 ‘H’가 입력된 경우에 출력 신호는 ‘H’가 되고, 그렇지 않은 경우에는 출력 신호는 ‘L’가 된다. 이때, XOR 게이트의 출력에 대한 논리식은 이므로 AND, OR, NOT 게이트를 이용하여 XOR 게이트를 구현한 회로는 아래의 그림과 같다.
이때, 위 그림의 회로(AND, OR, NOT 게이트를 이용한 회로)와 아래의 XOR 게이트를 이용한 회로는 진리표가 동일한 등가회로임을 알 수 있다.

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