[전자과] <전자 주사위> 회로 리포트보고서 : 전자 주사위 조립하기

소개글

[전자과] <전자 주사위> 회로 리포트보고서 : 전자 주사위 조립하기에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.프로젝트
2.팀구성
3.프로젝트 일정
3.작품 선정 및 배경 및 목적
4.전자 주사위 동작 설명
5.전자 주사위 동작 원리
6. LED 점등 형태
7. 부품
8.IC 설명
9.회로도
10.회로 분석
1) 정전압 회로
2) 비안정 멀티바이브레이터(Astable Multivibrator)
11. 실험결과 화면
12. 고찰사항

본문내용

하면 부하에 무관하게 항상 일정한 전류를 공급할 수 있는 전원이 정전류원이라 한다. 그러나 실제 전류원은 내부에 유한의 내부 저항이 존재하여 이 내부저항 때문에 부하에 무관하게 항상 일정한 전류를 공급해 줄 수 없다.
실리콘 다이오드의 순방향 바이어스 전압은 0.6~0.7[V]로 다이오드 1개의 양단 전압강하는 0.6~0.7[V] 정도이다.
회로에 공급되는 전원 VCC-6-0.7=5.3[V]
2) 비안정 멀티바이브레이터(Astable Multivibrator)
AMV 즉 비안정 멀티바이브레이터와 스위치 회로가 합쳐진 회로이다. 이 회로에서는 AMV에 의해 생긴 펄스가 스위치의 작동에 따라 다음 회로의 클럭 입력단으로 들어가게 만들어 주는 역할을 한다. 여기서 AMV 회로란 직사각형파 발생회로라고도 부르는데 이 회로는 상단 2개 74LS00 회로에 의해서 시간 펄스를 만들어 내며
74LS00의 NAND 게이트 2개와 저항과 콘덴서로 구성되어 있다.
발진 주기(T)와 주파수(f)는
f=
NAND 게이트()와 820 저항은 푸시버튼 스위치 ON시 NAND 게이트 입력의 논리를 “H" 상태로 하기 위한 풀 업 저항이다.
푸시버튼 스위치를 ON 하면 비안정 MV가 발진해서 얻어진 출력이 74LS92로 전달된다. 즉, 의 출력에서 아래의 그림4와 같은 구형파 출력이 나타난다.
푸시버튼 스위치를 OFF하면 출력이 항상 “H" 상태로 74LS92의 클록 입력 단자에 항상 "H" 상태가 EHLD 클록이 인가되지 않는다. 출력의 파형은 아래의 그림4와 같이 항상 ”H“ 상태가 된다.
74LS92의 6진 카운터 및 2분주기
2진 및 6진 카운터를 각각 내장하고 있으며, 1번과 12번 핀을 연결하여 2진 + 6진이 되어 카운터로 동작하고 여기서는 QA의 출력을 사용하지 않으므로 6진 카운터로 동작을 한다.
6번, 7번(0 Set)을 개방하거나 VCC에 연결하면 출력은 ABCD 모두 LLLL(0000)가 되어야 하므로 정사 동작을 하려면 접지와 연결해야 하고, 클록1(14번 핀)과 QA(12번 핀)사이는 T-FF과 같이 동작 1/2분주기로 동작하며 2개의 클록펄스가 들어올 때마다 1개씩 카운터 된다.
74LS92는 진리표는 표1과 같이 2진순에서 LHH로 건너뛰므로 74LS92(BCD 10진 카운터) 3을 건너 띈 것을 연결한다. CLK가 들어가는 부분에는 앞에서 보았던 스위칭 회로의 출력을 연결하여 스위치가 꺼져있을때 지속적으로 클럭신호가 인가되어 계속 카운팅 되고 스위치가 연결되는 순간 카운팅 회로의 출력이 디코더를 지나 LED를 통해 출력되게 된다. 이때 이 카운터 회로의 특징상 0,1,2,4,5,6의 순으로 카운팅 하게 된다.
디코더 회로 (74LS42)
가) 디코더 회로는 BCD(2진화 10진 부호) 신호를 받아 선택된 핀을 “L”상태로 한다.
나) 74LS42에서는 QD10번을 사용하지 안하기 때문에 8진 디코더로 동작하며 사용하지 않는 QD는 접지시켜야 한다.
다)다음 회로는 디코더 회로로써 앞에서 보았던 카운터 회로의 출력이 74LS42를 거쳐 10개의 출력 중 0,1,2,3,5,6의 출력을 내보내는 단자만을 사용하게 되며 즉 0,1,2,3,5,6의 출력 만을 내보내게 된다. 이와 같은 출력의 결과가 나오는 이유는 앞에서 본 6진 카운터 회로에서 4와 7이 제외되어 카운팅 되므로 디코더 회로에서도 4,와7은 제외시키며 6진 카운터이므로8,9,10번째 출력 또한 사용하지 않는다.
매트릭스와 주사위 표시회로
74LS10의 3입력 NAND 게이트는 3개의 입력 단자 중 어느 하나의 입력이 "L“상태이면 출력은 ”H“상태로 되어 74LS04의 인버터(NOT게이트)에 의해서 "L"상태로 반전되어 LED가 점등된다.
주사위의 1을 표시하기 위해서는 그림7의 타이밍 차트에서와 같이 만이 “L"일 경우이고 Q3을 제외한 ,,가 모두 "H"일 경우이다.
주사위의 3을 표시하기 위해서는 그림7의 타이밍 차트에서와 같이 과 만이 "L"일 경우이고 와 가 “H'일 경우이다.
주사위의 4를 표시하기 위해서는 그림 7의 타이밍 차트에서와 같이 와 Q4만이 “L"일 경우이고 과 은 ”H"일 경우이다.
주사위 5를 표시하기 위해서는 그림 7의 타이밍 차트에서와 같이 ,,가 모두 L일 경우이고 Q1만 “H”일 경우이다.
출력
식
LED의 상태
이 L 상태일때
LED2, LED5 점등
가 L 상태일때
LED1, LED3 점등
가 L 상태일때
LED7 점등
가 L 상태일때
LED4, LED 6 점등
전자주사위의 동작 상태표
4번째 클록이 들어오는 시간 동안에는 모든 LED가 소등상태가 되므로 사용하지 않고 Y3의 건너뛰어 Y4-Y6을 사용하여 전자주사위가 구성되었다.
CP
LED 상태
0
L
H
H
H
H
H
H
H
L
H
1
H
L
H
H
H
H
L
H
H
H
2
H
H
L
H
H
H
L
H
L
H
3
H
H
H
L
H
H
H
L
H
L
4
H
H
H
H
L
H
H
L
L
L
5
H
H
H
H
H
L
L
L
H
L
실험결과 화면
동작확인
1) 조립완료 후 IC 미장착 상태에서 전원을 넣어 정전압회로에서 VCC가 제대로 나오는 지 확인하고,
각 IC 의 VCC 단자에 전압이 걸리는가 확인.
2) 이상 없으면 전원을 끄고 IC 장착 후 전원을 켜서 LED가 제대로 작동 되는가 확인.
3) 리셋 버튼 눌러 LED가 정지 되는지 확인
고찰사항
회로는 복잡해 보이지만 나누어서 보면 간단한 회로로 바뀐다. IC 데이터시트 보는 것을 소홀히 해서 IC 전원을 연결하는 것도 생각을 못했다. 앞으로 회로를 만들 때 데이터시트를 먼저 보는 습관을 길들어야겠다고 생각한다. 교수님이 주신 보고서를 참고하여 작성해 보았는데 IC 데이터시트를 많이 참고하였다. 영어로 되어있지만 IC에 대한 상세한 정보가 나와 있었다. 이번 실험을 통해서 데이터시트의 중요성을 잘 알았다. 그리고 부품을 배치하는 데에도 신경을 써야겠다. 사용자의 입장에서는 이 회로를 어떻게 작동 시키는 지 편리하게 알아야 하는 데, 점퍼하나 없애겠다고 부품을 어지럽게 배치하면 나중에 동작시킬 때 어떻게 동작되는지 모른다. 그 점에 대해서 많이 신경 써야겠다.

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