[논리회로실험] 실험10. 시프트 레지스터 및 링 카운터 예비보고서

목차

1. 목적

2. 기본이론

3. 실험기기 및 부품

4. 실험과정

5. 실험 고찰

6. 필요한 결과

본문내용

까지의 파형 (CRO의 수직입력)을 보고, 그림 10-5에 그려 넣으시오.
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-5 실험 2(d)에 대한 순환형 시프트 레지스터의 파형.
3. 쿼너리(Quanary) 링카운터(43210): 그림 10-4
펄스 발생기가 단일펄스를 발생되도록 세팅하시오.
시프트 레지스터를 클리어하고, Q1를 1이 되게 세팅하시오.
단일펄스로 작동시켜 표 10-7E를 완성하시오.
표 10-7E 쿼너리 링카운터(43210)
Count
Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
D
D
D
D
1
2
3
4
5
6
7
b. 파형
FPGA펄스 발생기가 1MHz 구형파를 발생하게 하여 Clock 단자에 공급하고, Q 출력들의 파형을 관찰하여 그림 10-6에 그려 넣으시오.
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-6 실험 3의 쿼너리 카운터에 대한 파형.
4. 트위스트된 링카운터 또는 존슨(Johnson) 카운터 : 그림 10-7
a. 단일펄스로 작동
카운터를 클리어하시오.
그림 10-7 트위스트된 링 또는 존슨 카운터.
펄스 발생기가 단일 펄스를 발생하도록 세팅하고, 카운터를 클리어하시오.
단일 펄스를 공급하면서 표 10-8E를 완성하시오. 이때 Q-레밸을 지시하는 LED의 발광 상태(점등은 L, 소등은 D)를 보고 기록하시오.
표 10-8 트위스트된 링카운터
Count
Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
L
D
D
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
b. 파형
카운터를 클리어하시오. 펄스 발생기가 1MHz 구형파(그림 10-8의 클럭파형)를 발생하도록 작동시키시오. Q0에서 Q4를 관찰하여 그림 10-8에 그 파형을 그려넣으시오.
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-8 실험 5에 대한 트위스트된 링카운터.
5. 실험 고찰
1. 표 10-1R을 표 10-2R과, 표 10-3Ra를 표 10-3Rb와, 그리고 표 10-4Ra를 표 10-4Rb와 비교하고, 다음의 시프트 레지스터 기능에 관해 설명하시오.
(a) 시프트 데이터.
(b) 병렬형의 2진 데이터를 직렬형으로 변환
(c) 직렬형의 2진 데이터를 병렬형으로 변환
2. 실험 2(d)의 파형패턴에 근거하여, Q1출력의 데이터가 Q5에 갈 때 까지의 시프트 펄스의 지연은 얼마인가?
3. 100-비트 시프트 레지스터에 직렬형으로 데이터가 들어오고 있다. 50KHz시프트 펄스에 의해 데이터가 시프트되고 있다.
(a) 데이터가 70번째 비트에 도달하려면 시프트 펄스는 얼마나 취해져야 하는가?
(b) 100비트 순환형 시프트 레지스터를 통해 완전히 순환하여 같은 데이터를 취하려면 그리고 출력에서 다시 그 직렬데이타를 취하려면 시프트펄스는 얼마나 필요한가?
4. 실험 2의 데이터에 근거하여 링카운터의 금지(forbidden)상태가 계속되는가 또는 그것이 자동적으로 올바른 상태에 도달하는가? 여러분의 답을 실험적인 결과로 설명하시오.
5. 표 10-7E와 10-7Ra의 쿼너리 링카운터의 카운트상태와 실험 3(b)의 파형패턴 사이의 관계를 설명하시오. 올바른 관계를 얻기 위해 지시된 것처럼 왜 CRO를 트리거할 필요성이 있는가를 설명하시오.
6. 링카운터가 잘못 설계되어 링이 열려졌다. 따라서 실험 3(b)의 CRO 패턴이 얻어질 수 없다. 단일펄스 발생기를 사용하여 링이 열려진 단을 어떻게 찾을 수 있는지를 설명하시오.
7. 실험 2에서 5단 링카운터의 Q출력중에 한점의 파형이 갖는 주파수와 입력주파수 사이의 관계는 어떻게 되나?
8. 5단 트위스트된 링 카운터의 입력 주파수와 출력 주파수 사이의 관계는 어떻게 되는가?
9. 5단 트위스트된 링카운터의 인접한 카운터단 사이의 위상각 관계는 어떻게 되는가?
10. 3단 트위스트된 링카운터의 Q 및 Q 출력에서 예측되는 파형을 그려보시오. 60Hz 출력이 얻어지는데 필요한 입력 주파수를 구하시오. 인접한 카운터단 출력 Q 사이의 위상관계를 구하시오.
11. 곱셈 산술연산에서 시프트 레지스터와 병렬 가산기가 어떻게 적용되는지를 설명하시오.
12. 한 순차회로가 네 개의 FF으로 된 레지스터로 되어 있다. 초기에 2진수 N
(0000 ≤ N ≤ 1001)이 FF에 저장되어 있다. 회로의 단일 펄스 입력이 인가된 후 레지스터는 N+1001로 되어야 한다. 바꾸어 말하면 순차회로는 4비트 레지스터의 내용에 5를 더하는 기능을 갖는다. J-K FF을 사용하여 회로를 설계하라.
6. 필요한 결과
표 10-1E.
IC1
IC2
IC3
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
L
L
D
D
D
D
표 10-2E.
Shift
Pulse
IC1
IC2
IC3
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
0
L
L
D
D
D
D
1
2
3
4
5
표 10-3E.
Shift
Pulse
IC1
IC2
IC3
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
0
L
D
L
D
D
D
1
2
3
4
5
표 10-4E. 직렬입력-병렬출력.
Serial
Infomation
Shift
Pulse
IC1
IC2
IC3
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
Q6
-
0
L
L
D
D
D
D
1
1
0
2
1
3
0
4
1
5
1
6
표 10-5E.
Shift
Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
L
D
D
D
1
2
3
4
5
표 10-6E
Shift Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
L
D
D
D
1
2
3
4
5
6
7
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-5 실험 2(d)에 대한 순환형 시프트 레지스터의 파형.
표 10-7E 쿼너리 링카운터(43210)
Count
Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
D
D
D
D
1
2
3
4
5
6
7
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-6 실험 3의 쿼너리 카운터에 대한 파형.
표 10-8 트위스트된 링카운터
Count
Pulse
LED1
LED2
LED3
LED4
LED5
0
L
L
D
D
D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
그림 10-8 실험 5에 대한 트위스트된 링카운터.

키워드

시프트 레지스터,   링 카운터,   링카운터,   시프트레지스터,   카운터