디지털 회로 실험 및 설계 - 부울대수와 카르노맵, RS Flip Flop 실험 1

소개글

디지털 회로 실험 및 설계 - 부울대수와 카르노맵, RS Flip Flop 실험 1에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목표
2. 관련이론
3. 데이터 시트
4. PSpice 시뮬레이션

본문내용

디지털회로실험및설계 예비 보고서 #2
( 부울대수와 카르노맵, RS Flip-Flop 실험 )
과 목
담당교수
제 출 일
학 번
이 름
1. 실험목표
① 부울 대수로 논리식을 간소화하고, 실험으로 확인한다.
② 카르노 맵으로 논리식을 간소화하는 방법을 익힌다.
③ 카르노 맵으로 간소화한 논리식을 실험으로 확인한다.
④ 카르노 맵을 묶는 방법에 따른 차이를 실험으로 확인한다.
⑤ RS 플립플롭의 회로 구성과 동작을 실험한다.
2. 관련이론
부울 대수
- 부울 대수(Boolean Algebra)는 영국의 수학자 조지 부울이 19세기 중반에 고안한 논리 수학이다. 부울 대수는 AND, OR, NOT 논리를 이용하여 논리식을 표현한다. 논리식의 각 변수는 0과 1의 값(논리 레벨)을 가지며, 논리 연산이 가능하다.
부울 대수의 기본 법칙
- 교환법칙 : A+B = B+A ☞ 1+0 = 0+1
- 결합법칙 : A+(B+C) = (A+B)+C ☞ 1+(1+0) = (1+1)+0
- 분배법칙 : A*(B+C) = A*B+A*C ☞ 1*(1+0) = 1*1+1*0
부울 정리
- OR 논리 : A+0=A, A+1=1, A+A=A, A+=1
- AND 논리 : A*0=0, A*1=A, A*A=A, A*=0
- NOT 논리 : = A
- 예를 들어 ‘A+0=A\'의 논리 연산을 살펴보자. A=1, OR 논리는 따라 ’A+0\'은 1이 된다. 반대로 A=0이면, ‘A+0\'은 0이 된다. 즉 ’A+0\'은 ‘0’에는 관계없고 ‘A’에 따라 결과가 결정된다. 따라서 ‘A+0 = A\'로 표현할 수 있다.
카르노 맵
- 논리식을 간소화 할 때는 카르노 맵을 주로 활용한다.
- 카르노 맵은 변수의 개수에 따라 작성되며, 2변수 또는 4변수 카르노 맵을 많이 사용한다.
- 카르노 맵으로 논리식을 간소화하는 과정은 다음과 같다.
① 논리식의 각 항을 카르노 맵에 1로 표시한다.
② 1이 표시된 칸을 직사각형 또는 정사각형으로 묶는다.
③ 묶인 부분에서 논리 레벨이 변하는 변수를 삭제한다.
④ 남겨진 변수에 따른 논리식을 ‘OR’하여 간소화된 논리식을 만든다.
플립플롭
- 플립플롭은 전원이 공급되면 1 또는 0의 출력이 유지되는 디지털 회로이다. 출력이 두가지 상태(1 또는 0) 중 하나로 안정되기 때문에 쌍안정 멀티바이브레이터 라고도 한다. 이와 같은 특성을 이용하여 플립플롭은 메모리로도 많이 활용된다.
- 플립플롭은 대표적인 순서 논리회로이다.
- 순서 논리회로는 출력을 입력 쪽에 연결한 궤환 회로를 가지고 있으며, 이를 통해 출력이 논리 동작에 영향을 미친다.
RS 플립플롭
- RS 플립플롭은 입력(R,S)와 출력(Q, Q바), 클록 단자(CK)를 가지고 있다.
- R, S는 각각 ‘Reset\'과 ’Set\'를 나타내며, CK로는 클록 펄스(Clock Pulse)가 입력된다. RS 플립플롭은 R =1 일 때 Q = 0으로 리셋되고, S = 1일 때, Q = 1로 설정된다.
- R = 0, S = 0 이면 상태유지가 된다.
- R = 0, S = 1 이면 SET(설정) 즉, Q = 1로 설정된다.
- R = 1, S = 0 이면 RESET(리셋) 즉, Q = 0로 리셋된다.
- R = 1, S = 1 이면 논리 모순이 생기는데, RS 플립플롭은 이 상태를 ‘금지(부정)’로 정하고 사용하지 않는다.
3. 데이터시트
※ SN7408(AND 게이트), SN7432(OR 게이트), SN7400(NAND 게이트),
SN7402(NOR 게이트)
1. SN7408(AND 게이트)
2. SN7432(OR 게이트)
3. SN7400(NAND 게이트)
4. SN7402(NOR 게이트)
데이터 시트 분석
- 7개의 부품 모두 왼쪽 맨 위가 ‘1번’ 핀이며, 나머지 핀 번호는 1번부터 반시계 방향으로 붙인다.
- 7개의 부품 모두 VCC는 N개의 핀을 가진다면 N번 핀이 VCC이다.
- 7개의 부품 모두 GND는 N개의 핀을 가진다면 N/2번 핀이 GND이다.
4. PSpice 시뮬레이션 회로도 및 결과
- 부울대수와 카르노맵 실험
A
B
C
X
Y
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
- RS Flip-Flop 실험 (NOR게이트 사용한 S-R래치)
S
R
Q
Qvar
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
X
X
- RS Flip-Flop 실험 (NAND게이트 사용한 S-R래치)
S
R
Q
Qvar
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
- RS Flip-Flop 3번 실험
S
R
CLK
Q
Qvar
0
0
0
x
x
0
0
1
x
x
0
1
0
x
x
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
0
0

키워드

디지털회로실험및설계,   부울대수,   카르노맵,   RS Flip Flop