예비,결과보고서 - 플립플롭의 기능

목차

○ 순서 논리 회로
○ 플립플롭(Flip-flop, FF)
● 가상실험

● 클럭은 인가하는 방법

●실험 보고서

● 문제

● 고찰

● 비고 및 고찰

본문내용

= 1
D
Ck
Q
Q´
0
1
0.14V
0
3.5V
1
0
0
0.14V
0
3.5V
1
1
1
3.5V
1
0.14V
0
1
0
3.5V
1
0.14V
0
(2) 1) 의 상태에서 Ck = 1
D
Ck
Q
Q´
0
1
3.5V
1
0.14V
0
1
1
3.5V
1
0.14V
0
(3) 1) 에서 PRESET = 0 을 두고 1) 의 진리치표를 완성하라.
D
Ck
Q
Q´
0
1
3.64V
1
0.15V
0
0
0
3.64V
1
0.15V
0
1
1
3.64V
1
0.15V
0
1
0
3.64V
1
0.15V
0
7. 실험 7 의 결과를 기입하라.J
K
Ck
Q
Q´
0
0
0
4.39V
1
0.114V
0
0
0
1
4.39V
1
0.114V
0
0
1
0
4.39V
1
0.114V
0
0
1
1
4.38V
1
0.125V
0
1
0
0
0.11V
0
4.38V
1
1
0
1
0.11V
0
4.38V
1
1
1
0
4.38V
1
0.11V
0
1
1
1
4.38V
1
0.11V
0
● 문제
1. 디지털 회로에 있어서 입력신호로 사용되는 기계적인 스위치(토글 스위치등)는 bouncing이라 불리는 문제가 발생한다. 이것은 스윗치를 한쪽에서 다른 쪽으로 밀었을 때 안정적으로 다른쪽에 정지되지 않고 탄성에 의해 접촉이 단속적으로 되다가 최종적으로 원하는 위치에 머물게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 bouncing이 되지 않도록 debouncing회로를 기계적 스윗치 다음에 연결하여 디지털 회로에 입력하면 안정적인 0→1, 또는 1→0의 천이가 일어난다.
①NOR Gate 2개와 2개의 저항으로 debouncing회로를 만들어라.
debouncing? 접점 안정화, 기계식 스위치의 동작을 전기신호로 바꿀 때 스프링의 기계적 특성으로 생기는 진동 잡음을 제거하는 것. 기계식 스위치의 스프링은 누르거나 뗄 때 진동하므로 스위치를 한번 누르면 실제로는 약 5내지 10밀리초간 접점이 수십번 붙었다 떨어 졌다 하는 신호가 생성된다. 이러한 진동을 제거하기 위해서는 하드웨어적으로 지연회로를 쓰던지, 소프트웨어적으로 적절한 지 연 시간을 주어야 한다. ⇒ chattering
● 고찰
1. 실험 3에서 R=S=0 일 때 Q, Q'는 어떤 상태의 출력을 내는가? 이런 조건을 금지 입력이라고 하는 이유는?
R과 S가 모두 0이면 현 상태를 유지하게 된다. 이는 디지털 공학시간에 배운 것에 이
론을 근거한다. 따라서 실험 3에서는 둘째 줄의 R=0, S=0은 현 상태가 0이므로 다음 상
태도 0이나오고 당연히 Q'은 1이다. 하지만 상태가 바뀌어서 4번째 R=0, S=0은 현상
태가 1이므로 다음상태는 1일 것이다. 당연히 Q'은 0이다. 아마도 금지입력은 R=S=1
일 때는 정의 할 수 없으므로 그때를 금지입력이라고 한 것 같다.
● 비고 및 고찰
이번 실험은 TTL소자를 이용하여 회로를 구성하여 플립플롭의 기능을 알아보는 실험이었다.
첫 번째 실험은 래치의 기본 동작을 알아보는 실험이었다.
세 번째 실험은 RS플립플롭을 디지털 논리소자 7402로 구성하여서 예상된 결과가 나왔다. 처음에 R=1이 들어가면 상태를 0으로 만들어준다. 두 번째에서 R=S=0으로 됐으므로 현재상태를 유지하므로 상태는 0으로 된다. 다음 S에만 1이 들어가면 상태를 1로 만들어주고 다시 둘 다 0이 들어가면 현 상태를 유지한다. 따라서 0이고 마지막으로 둘 다 1이 들어가면 정의 할 수 없는 부정 상태이다. 이는 곧 RS플립플롭과 같이 동작함을 증명하였다.
다음 실험부터는 클럭이 필요했다. 클럭을 주는 방법으로는 입력을 주는 방법과 같이 시간을 무시하고 0V 와 5V, 즉 0과 1로 구분하여 입력이 바뀔 때마다 바꾸어 주었다. D-플립플롭의 특성은 여러 가지 방법으로 비교 해 보았는데 처음 실험은 기본적으로 알고 있던 기능이었다. D 입력이 0일때는 출력이 1이 되고 입력이 1이 되면 출력이 1로 변화하는데 이때 클럭이 중요한 기능을 한다. 클럭이 0이 면 앞의 결과 값이 변하지 않기 때문이다. 클럭이 1일 때에만 입력 값에 따라 결과가 변하는 것을 알 수 있었다. 이것은 다음 실험에서 정확히 알 수 있었는데 클럭이 1로 유지되는 동안 입력이 바뀌어도 앞의 결과 값을 그대로 나타내는 것을 알 수 있었다. 다음은 PRESET = 0 으로 두고 실험하였는데 이때는 클럭의 변화를 주어도 값이 변하지 않는 것을 알 수 있었다.
결과 값이 정확한지를 장담 할 수가 없었는데 작년에 했던 실험과 값의 변화와 달랐기 때문이다. 그래서 여러번 실험을 해봤는데 결과는 변함이 없었다. 이것이 클럭의 문제는 아닐까 생각해 보았다. (2) (3) 방법은 (1) 실험의 결과를 따라 가는 것으로 (1)의 실험에서 클럭이 변하는 시간의 차이에 따라 값이 달라지는 것으로 생각해 보았다. 하지만 D-플립플롭의 기능을 따라 값의 변화가 분명했기 때문에 더는 신경 쓰지 않았다.
마지막 실험은 JK-플립플롭의 특성을 SN7476를 이용하여 알아보았다. 보통 사용하던 TTL과 달리 입력 Vcc를 5번 핀에 GND를 13번 핀에 주는 것을 주의하였다. 입력 J와 K는 플립플롭을 각각 세트하고 클리어하기 위하여 입력 S와 R처럼 동작하는데 클럭(Ck)는 push/ON, push/OFF 스위치의 동작으로 입력을 0과 1로 바꿔주면서 입력이 바뀔 때마다 바꾸어 주었다. J입력이 0일 때는 K의 값에 관계없이 세트되는 것을 알 수 있었고 J가 0이고 K가 1이면 리세트 됨을 알 수 있었다. 또 두 값이 모두 1일 때는 결과가 반대(상태전환)로 되는 것을 알 수 있었다. 클럭 값은 값의 변화를 일으키지 않는다는 결과가 나왔다.
이번 실험은 입력 값과 클럭 값의 변화에 따라 출력 값의 변화를 알아보는 것이기 때문에 출력 값이 정확한지를 알 수가 없어 어려웠다. 또 현재 상태를 유지하는 플립플롭의 입력이 있을 경우 앞의 값을 유지해야 하기 때문에 실험을 다시 하려면 처음부터 다시 해야 했다.
매번 실험 때마다 그렇겠지만 이번엔 실험이 잘 되어서 끝날 때 기분이 너무 좋았다. 앞으로도 이론을 잘 알고 정확한 실험을 하도록 노력해야겠다.

키워드

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