쌍안정 멀티바이브레이터

목차

쌍안정 멀티바이브레이터

1. 목적
2. 참고 사항
3. 참고 자료

2진 카운터와 2진수

1. 목적
2. 참고 사항
3. 참고 자료

본문내용

다. [그림 4(d)]의 특성 방정식은 D FF의 다음 상태가 D입력과 같으며 현재 상태에는 무고나하다는 것을 보여주고 있다. D FF의 명칭 D는 '데이터(data)'전송을 의미하며, RS FF의 R입력에 NOT 게이트를 추가함으로써 플립 플롭의 입력이 하나로 줄어들게 되었다. 이런 종류의 플립플롭은 게이트형 D 래치(gated D-latch)라고도 하며, CP입력을 G(gate)라고 표기하기도 하는데, 이것은 게이트형 래치에서는 CP입력이 플립플롭에 데이터를 입력시키는 기능으로 사용되기 때문이다.
(a) 논리 회로
[그림 4] D 플립플롭
JK 플립플롭
JK 플립플롭(JK Flip-flop)은 RS 플립 플롭의 불능 상태(S=1,R=1)를 개선한 것이며, 입력 J와 K는 입력 S와 R과 마찬가지로 플립플롭을 셋하고 클리어 시킨다.
(a) 논리 회로
[그림 5] JK 플립플롭
T 플립플롭
T 플립플롭(T Flip-Flop)은 JK플립플롭의 특성표중에서 J와 K의 입력이 모두 논리 1과 논리 0이 되는 두 가지 상태를 나타내는 플립플롭이다.
(a)논리 회로
[그림 6] T 플립플롭
이상에서 살펴본 일반적인 플립플롭외에 특수한 성질을 이용한 모서리 트리거 플립플롭, 주-종 플립플롭 등도 있다. 쌍안정 멀티바이브레이터에 사용되는 것으로 트랜지스터를 이용한 Flip-Flop회로가 있는데, 회로도는 다음과 같다.
[그림 7] 쌍안정 멀티 바이브레이터
3. 참고 자료
디지털 논리와 설계, 유황빈 (정익사) 319-361page
최신 전자 공학, 이수원 외 공저 (학문당) 401-403page
2진 카운터와 2진수
1. 목적
1) 2진 계수기 (Binary Counter)의 동작을 습득한다.
2) 2진수의 표기와 계산을 학습한다.
2. 참고 사항
카운터는 비동기 카운터(asynchronous counter)와 동기 카운터(synchronous counter)로 분류되며, 비동기 카운터를 리플 카운터(ripple counter)라고도 부른다. 비동기 카운터는 첫 번째 플립 플롭의 CP 입력에만 클록 펄스가 입력되고, 다른 플립플롭은 각 플립플롭의 출력을 다음 플립플롭의 CP입력으로 사용하는 것이다. 동기 카운터는 모든 플립 플롭의 CP입력에 동일한 클록 펄스가 입력되고 특정 플립플롭의 상태 변화는 플립플롭의 현재 상태에 영향을 받는다. 비동기 카운터에서 모든 플립 플롭은 클록 펄스의 하강 모서리에서 동작하도록 설계되어야 한다.
비동기 카운터(Ripple Counter)
먼저 비동기 카운터부터 살펴보도록 하면, 2비트, 3비트, 4비트 등의 비동기 카운터가 있는데, 이 중에서 2비트 비동기 카운터를 예로 들어 보기로 하자.
2비트 비동기 2진 카운터는 2개의 JK 플립플롭 또는 T플립플롭을 사용하여 구성하며, JK 플립플롭을 사용하는 경우는 모든J입력과 K입력을 논리 1로 하고, T플립플롭을 사용하는 경우는 T입력을 논리 1로 하여 토글 상태가 되도록 한다.
2ㅣ비트 비동기 2진 카운터에서는 [그림 1(a)]와 같이 외부 클럭 펄스(CLK)는 첫 번째 플립플롭(FFA)의 CP입력에만 연결되었고, 두 번째 플립플롭(FFB)의 CP입력은 첫 번째 플립플롭의
Q_A
출력이 연결된다.
FFA는 클록 퍼스의 하강 모서리에서 상태가 변화하나 FFB는 FFA의 출력
Q_A
의 하강 모서리에서 상태가 변한다.
플립 플롭이 동작하는 전파 지연 시간이 있기 때문예 입력되는 클록 펄스의 상태 변이와 FFA의
Q_A
의 출력의 상태 변이는 정확하게 같은 시간에 수행되지 ㅇ낳으므로 비동기 카운터 동작에서 2개의 플립플롭은 경코 동시에 수행되지 않는다.
[그림 1(b)]는 2비트 2진 카운터의 타이밍도이며, 2개의 JK 플립플롭의 입력은 J=1. K=1로 하여 토글 상태가 되도록 연결한다. 또, 플립플롭의 초기 상태는 논리 0으로 한다.
2비트 비동기 2진 카운터는 2개의 플립플롭을 사용하여 네 가지의 서로 다른 상태(00,01,10,11)를 나타내며, 10진수의 0에서 3까지 계수(counter)하고 다시 0으로 재순환 한다. 일반적인 카운터에서는
Q_A
는 최하위 비트(LSB: least significant bit)를 나타내며,
Q_B
는 최상위 비트(MSB: most significant bit)를 나타낸다.
아래 표는 2비트 비동기 2진 카운터의 2개의 플립플롭의 출력인
Q_A
와
Q_B
의 출력을 나타내는 도표이다.
(a) 순차 논리 회로
(b) 타이밍도
[그림 1] 2비트 비동기 2진 카운터
클록펄스
Qb
Qa
10진수
1
0
0
0
2
0
1
1
3
1
0
2
4
1
1
3
5
0
0
0
[표 1] 2비트 비동기 2진 카운터의 상태도
동기 카운터(synchronous counter)는 클록 펄스가 모든 플립플롭의 CP입력에 연결되며, 공통의 클록 펄스는 동시에 모든 플립플롭을 동작시킨다. 동기 카운터는 앞에서 설명한 순차 논리 회로의 설계에 따라 설계할 수 있으며, 동기 카운터에서는 카운터의 동작시 플립플롭의 전파 지연 시간이 매우 중요하게 작용한다. 비동기와 마찬가지로 여러 가지 형태의 비트 카운터가 있지만 2비트 동기 2진 카운터만을 예를 들기로 한다.
2비트 동기 2진 카운터
2비트 동기 2진 카운터는 [그림 2(a)]와 같이 2개의 JK플립플롭을 사용하며, 클록 펄스는 두 개의 플립플롭에 공통으로 입력되고, 클록 펄스의 하강 모서리에서 동작한다. 첫 번재 플립플롭(FFA)의 J와 K입력은 모두 논리 1로 하여 토글이 되도록 하며, 두 번째 플립플롭(FFB)의 J와 K입력에는 FFA의
Q_A
출력이 연결된다.
2비트 동기 2진 카운터의 초기 상태를 논리 0(2개의 플립플롭이 출력이 모두 논리0)으로 하고 클록 펄스의 입력에 따른 카운터의 동작은 [그림 3]을 참고한다.
(a) 순차 논리 회로
(b) 타이밍도
[그림 2] 2비트 동기 2진 카운터
[그림 3] 2비트 동기 2진 카운터의 상태 변이도
카운터의 종류,
비동기 카운터, 동기 카운터, 병렬 입력 2진 카운터, 링 카운터, 존슨 카운터
3. 참고 자료
디지털 논리와 설계, 유황빈 (정익사) 455-475page

키워드

멀티 바이브레이터,   2진 카운터,   2진수,   FLIP FLOP,   플립플롭,   동기식 순차회로,   래치 Latch,   이진 계수기