홍익대_디지털논리회로실험_9주차 예비보고서

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문서 내 토픽

1. 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164

74164의 datasheet를 확인하고 의 역할에 대하여 설명하였습니다. MR은 ACTIVE LOW로 작동하며 HIGH가 입력될 경우 74164 칩은 Shift register의 본래 기능을 수행하고, LOW가 입력될 경우 다른 입력에 무관하게 Q0~Q7에 0이 출력됩니다. A와 B는 AND게이트로 묶여 D에 입력되는데, A와 B 모두 HIGH일 때만 D에 1이 입력되므로 A 또는 B를 EN으로 활용할 수 있습니다.
2. 링 카운터

링 카운터는 D Flip-flop과 J-k Flip-flop으로 구현할 수 있으며, 맨 마지막 D Flip-flop의 출력 값이 첫 번째 D Flip-flop에 입력되는 시프트 레지스터입니다. 데이터가 계속 순환되는 것이 특징이며, CLK의 한 주기마다 데이터가 한칸씩 이동합니다.
3. 존슨 카운터

존슨 카운터는 링 카운터와 원리가 비슷하지만, 맨 마지막 D Flip-flop의 출력을 토글시켜 첫 번째 D Flip-flop에 입력합니다. 예를 들어 초기 값이 0100일 때 CLK가 0에서 1로 올라갈 때 출력이 1010으로 바뀝니다.
4. 응용실험 (2)의 초기화 과정

응용실험 (2)의 회로는 D Flip-flop 4개를 이용한 링 카운터이며, 초기조건이 Q0은 HIGH, Q1~Q3는 LOW입니다. 이는 D Flip-flop의 와 기능을 통해 달성할 수 있습니다. FF0의 에 LOW를 입력하고 FF1, FF2, FF3의 에 LOW를 입력하면 초기조건을 만족시킬 수 있습니다.
5. 기본실험 (1)

D Flip-flop은 CLK가 0에서 1로 바뀌는 순간(positive edge) D에 입력된 값을 그대로 출력합니다. 첫번째 D Flip-flop의 출력이 두번째 D Flip-flop의 입력에 연결되어 있어, CLK가 0에서 1로 바뀌는 순간 D의 값이 Q0에 출력되고 이전의 Q0는 Q1에 출력됩니다.
6. 기본실험 (2)

기본실험(1)에서 만든 회로의 원리대로 8개의 D Flip-flop을 이어 붙인 것이 74164 칩입니다. 그러므로 CLK가 0에서 1로 변할 때 D의 값이 Q0에 출력되고 이전의 Qn 값이 Qn +1에 출력됩니다.(n=0~7)
7. 응용실험 (1)

마지막 D Flip-flop 즉 FF3의 출력 값을 첫번째 D Flip-flop의 입력으로 사용하는 것이 존슨 카운터입니다. CLK가 0에서 1로 변할 때, 기존의 Q0, Q1, Q2 값이 각각 Q1, Q2, Q3에 출력되고 Q0에는 기존의 값이 출력됩니다.
8. 응용실험 (2)

마지막 D Flip-flop 즉 FF3의 Q 출력 값을 첫번째 D Flip-flop의 입력으로 사용하는 것이 링 카운터입니다. CLK가 0에서 1로 변할 때, 기존의 Q0, Q1, Q2 값이 각각 Q1, Q2, Q3에 출력되고 Q0에는 기존의 Q3값이 출력됩니다. 이번 실험의 경우 초기조건이 1000이므로 1이 한 칸씩 오른쪽으로 가는 결과가 나올 것입니다.
9. 응용실험 (3)

Q7 값을 NOT게이트에 통과시켜 토글시킨 뒤에 A에 입력하여 존슨 카운터를 구현하였습니다. CLK가 0에서 1로 변할 때 기존의 값이 Q0에 출력되고 이전의 Qn 값이 Qn +1에 출력됩니다.(n=0~7)

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164

The 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164 is a fundamental digital logic component that is widely used in various electronic circuits and systems. It allows for the conversion of serial data into parallel data, which is essential for many applications such as data storage, signal processing, and control systems. The 74164 shift register is known for its reliability, versatility, and ease of integration with other digital logic components. Its ability to shift data in a sequential manner makes it a valuable tool for implementing various digital logic functions, including counters, registers, and multiplexers. Overall, the 74164 shift register is a crucial building block in the world of digital electronics and continues to be an important component in modern circuit design.
2. 링 카운터

링 카운터는 디지털 논리 회로에서 널리 사용되는 순차 논리 회로 중 하나입니다. 이 회로는 한 번에 하나의 비트만 활성화되는 순환 패턴을 생성하여 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 링 카운터는 간단한 구조와 동작 원리로 인해 쉽게 구현할 수 있으며, 주파수 분주기, 스캔 회로, 타이밍 생성기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 또한 리셋 기능을 통해 초기 상태로 쉽게 복귀할 수 있어 안정적인 동작이 가능합니다. 링 카운터는 디지털 회로 설계 분야에서 중요한 역할을 하며, 다양한 응용 분야에서 활용되고 있습니다.
3. 존슨 카운터

존슨 카운터는 순차 논리 회로의 한 종류로, 링 카운터와 유사한 동작 원리를 가지고 있습니다. 하지만 존슨 카운터는 링 카운터와 달리 한 번에 두 개의 비트가 활성화되는 특징이 있습니다. 이를 통해 링 카운터에 비해 더 복잡한 패턴을 생성할 수 있으며, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 존슨 카운터는 주파수 분주기, 스캔 회로, 타이밍 생성기 등의 구현에 사용되며, 특히 디지털 신호 처리 분야에서 중요한 역할을 합니다. 또한 리셋 기능을 통해 초기 상태로 쉽게 복귀할 수 있어 안정적인 동작이 가능합니다. 존슨 카운터는 디지털 회로 설계 분야에서 중요한 구성 요소로 활용되고 있습니다.
4. 응용실험 (2)의 초기화 과정

응용실험 (2)의 초기화 과정은 디지털 회로 설계에서 매우 중요한 부분입니다. 이 과정을 통해 회로의 초기 상태를 정의하고, 안정적인 동작을 보장할 수 있습니다. 초기화 과정에서는 주로 리셋 신호를 사용하여 회로의 모든 구성 요소를 원하는 초기 상태로 설정합니다. 이를 통해 회로의 동작이 예측 가능하고 일관성 있게 유지될 수 있습니다. 초기화 과정은 디지털 회로 설계의 기본 원칙 중 하나이며, 복잡한 디지털 시스템을 구현할 때 필수적으로 고려되어야 합니다. 따라서 응용실험 (2)의 초기화 과정은 디지털 회로 설계 능력을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
5. 기본실험 (1)

기본실험 (1)은 디지털 회로 설계의 기초를 다루는 중요한 실험입니다. 이 실험에서는 기본적인 논리 게이트와 조합 논리 회로의 동작 원리를 이해하고 구현하는 것이 핵심입니다. 논리 게이트의 진리표 작성, 부울 대수 법칙 적용, 회로 설계 및 구현 등의 과정을 통해 디지털 회로 설계의 기본 개념을 익힐 수 있습니다. 이러한 기초 지식은 더 복잡한 순차 논리 회로와 응용 회로를 이해하고 설계하는 데 필수적입니다. 기본실험 (1)은 디지털 회로 설계 분야에서 튼튼한 기반을 마련하는 데 도움이 될 것입니다.
6. 기본실험 (2)

기본실험 (2)는 디지털 회로 설계의 기본 개념을 더 깊이 있게 다루는 실험입니다. 이 실험에서는 플립플롭, 레지스터, 카운터 등의 순차 논리 회로를 다룹니다. 이를 통해 디지털 회로의 동작 원리와 설계 방법을 보다 심도 있게 이해할 수 있습니다. 특히 플립플롭의 동작 원리와 레지스터 및 카운터의 구현 방법을 익히는 것이 중요합니다. 이러한 지식은 더 복잡한 디지털 시스템을 설계하는 데 필수적입니다. 기본실험 (2)는 디지털 회로 설계 능력을 한 단계 높이는 데 도움이 될 것입니다.
7. 응용실험 (1)

응용실험 (1)은 디지털 회로 설계 분야에서 더 복잡한 응용 회로를 다루는 실험입니다. 이 실험에서는 디코더, 멀티플렉서, 디스플레이 드라이버 등의 회로를 구현하고 동작을 확인합니다. 이를 통해 기본 논리 게이트와 순차 논리 회로를 활용하여 실용적인 디지털 회로를 설계하는 방법을 익힐 수 있습니다. 응용실험 (1)은 디지털 회로 설계 능력을 한 단계 더 발전시키는 데 도움이 될 것입니다. 실제 응용 사례를 다루면서 디지털 회로 설계의 실용성과 중요성을 깨닫게 될 것입니다.
8. 응용실험 (2)

응용실험 (2)는 디지털 회로 설계 분야에서 더욱 복잡한 응용 회로를 다루는 실험입니다. 이 실험에서는 시프트 레지스터, 카운터, 디코더 등의 회로를 구현하고 동작을 확인합니다. 이를 통해 기본 논리 게이트와 순차 논리 회로를 활용하여 실용적인 디지털 회로를 설계하는 방법을 심화할 수 있습니다. 특히 초기화 과정의 중요성을 이해하고, 회로의 안정적인 동작을 보장하는 방법을 익히는 것이 중요합니다. 응용실험 (2)는 디지털 회로 설계 능력을 한 단계 더 높이는 데 도움이 될 것입니다.
9. 응용실험 (3)

응용실험 (3)은 디지털 회로 설계 분야에서 가장 복잡한 응용 회로를 다루는 실험입니다. 이 실험에서는 마이크로프로세서 기반의 디지털 시스템을 구현하고 동작을 확인합니다. 이를 통해 기본 논리 게이트, 순차 논리 회로, 그리고 마이크로프로세서를 통합하여 실용적인 디지털 시스템을 설계하는 방법을 익힐 수 있습니다. 특히 마이크로프로세서의 동작 원리와 프로그래밍 기법을 이해하는 것이 중요합니다. 응용실험 (3)은 디지털 회로 설계 능력을 최고 수준으로 끌어올리는 데 도움이 될 것입니다. 이를 통해 실제 산업 현장에서 활용할 수 있는 디지털 시스템을 설계할 수 있는 역량을 갖출 수 있습니다.