[A+ 결과] 논리회로 실험 Shift Register & Ring Counter&COUNTER [사진 및 파형 모두첨부]

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본문내용

있는 것을 확인할 수 있다.
(2개의 High 신호가 함께 Count되고 있다.)
ⅴ. 5진 링 카운터
(1) 스위치 box를 연결한다.
(2) 시프트 레지스터를 클리어하고 Q0을 세트 시킨다.
클리어단자를 접지시켰다가 다시 +5V에 연결한다. 다음 P0 단자를 +5V에 연결한 다음 접지시킨다.
(3) 클락을 연결한 후 표 6을 완성하라.
표 6.
Shift
Pulse
L0
L1
L2
L3
L4
0
L
D
D
D
D
1
D
L
D
D
D
2
D
D
L
D
D
3
D
D
D
L
D
4
D
D
D
D
L
5
L
D
D
D
D
6
D
L
D
D
D
7
D
D
L
D
D
이번에 실험한 내용은 ring counter로 하나의 신호가 계속 출력단자를 순회하는 counter
실험이다. 바로 앞의 실험에서와 같은 내용이라 실험하는데 큰 무리는 없었다.
※ Ring Counter를 실험하면서 생각하였는데, 이 카운터는 논리회로에서 배운 내용인 1-out-of-n
code를 사용하기에 적절한 Counter인 것 같았다. 1-out-of-n code는 n 개의 비트 중 하나만
1이 되어 정보를 나타내는 코드인데, 이것이 Ring Counter와 잘 맞을거란 생각이 들었다.
논리회로실험 8. 카운터
ⅰ. 7476 J-K 플립플롭을 이용하여 예비 과제에서 구한 4단 2진 count-up 리플 카운터를 구성하고
각 단의 출력 Q에서의 파형을 관찰하라.
<7476을 이용해 구성한 4단 2진 리플 카운터>
- 위와 같이 회로를 구성하고 각 단의 출력 Q의 파형을 측정하해서 표로 만들면 아래와 같다.
Q1
Q2
Q3
Q4
- CLK 수는 Q1의 2배만큼의 주파수를 가지며 Q1에서 Q2, Q3, Q4로 갈수록 그 단의 주파수는
앞단의 주파수의 1/2배가 된다. 이는 각 단의 CLK를 앞 단에서 받아오기 때문에 그런 것이다.
- 출력단자에 LED를 연결하면서 실험을 관찰하니 마치 숫자를 세는 것 같은 느낌을 받았다. 실제
이 회로는 Q1은 제일 낮은 자리로 1을 나타내며, Q2는 2, Q3은 4, Q4는 8을 나타내는 BCD
Weighted Code로 사용될 수 있다.
- 이번 실험에서 구성한 카운터는 2진 카운터로서, 1111이되면 자동으로 0000로 리셋되면서
다시 처음부터 시작함을 알 수 있다.
ⅱ. NAND gate를 사용하여 Up/Down 카운터를 구성하고 각각에 대해 파형을 관찰하여 그 결과를
1, 2와 비교하라.

Up or Down
Counter 동작
Up
Pulse
Q3
Q2
Q1
Q0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
..
..
..
..
..
15
1
1
1
0
16
1
1
1
1
Down
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
2
1
1
0
1
3
1
1
0
0
4
1
0
1
1
..
..
..
..
..
15
0
0
0
1
16
0
0
0
0

- 업다운카운터는 카운트 스위치의 상태에 따라 Up/Down 카운터가 되는 카운터이다.
- 실제 실험에서는 회로가 워낙 복잡해서 결과가 잘 나오지 않아서, 동작표를 위에 정리하였다.
- 업다운카운터는 양방향카운터로 카운터입력에 신호를 물린 후 여러곳에 사용될 수 있다.
ⅲ. 예비과제에서 구한 10진 리플 카운터를 구성하고, 그 출력파형을 관찰하라.
- 아래와 같이 7476 2개와 7400 1개를 이용해서 회로를 구성하여 실험을 하였다.
- 아래의 NAND gate는 출력되는 수가 1010이 되었을 때, 모든 플립플롭을 CLR 시키기 위한
회로로서 이 Gate로 인해서 10진 리플카운터가 되게 된다. 만약 NAND gate가 없다면,
이 카운터회로는 16진 리플 카운터가 될 것이다.
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
10진수
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
회로가 다시 CLR 됨을 볼 수 있었다↗
- 회로가 CLR 되고 난 다음에는 Clock에 따라서 다시 0부터 Count를 시작하게 된다.
ⅳ. 예비과제에서 구한 10진 동기식 Up 카운터를 구성하고 각 단에서 출력을 측정하라.
이를 display 하라.
<10진 동기식 Up 카운터>
- 클럭펄스는 모든 플립플롭에게 동일한 펄스를 넣었으며 전단의 입력이 뒷단의 입력에 연관되게
AND gate를 사용하여 연결해주면 된다. 즉, 뒷단의 입력이 1이고, 현재 단의 입력도 1일때,
다음단으로 1을 넘겨주게 만들면 되는 것이다. 그리고 9 다음 10 이 아니고 0이 출력되게 하면,
동기식 10진 Up 카운터는 완성된다.
- 실제 실험한 결과 위 회로는 앞에서 실험한 10진 리플카운터와 결과가 동일한 것을 확인할 수
Clock
Q1
Q2
Q3
Q4
10진수
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
있었다. 그 결과는 아래와 같다. (결과는 비동기식 10진 카운터랑 같다.)
※ 실험 후기
플립플롭만으로 실제 컴퓨터에 사용되는 레지스터를 구성하였는데, 실로 놀라운 느낌이다. 컴퓨터에
사용되는 메모리가 이렇게 간단한 소자로 구성되어 있다는 것이 실감이 가지 않았다.
링카운터는 하나의 신호가 출력단을 계속 환형으로 도는 것을 말한다.
워크벤치에서는 각각의 출력 파형이 정확하게 관찰되었지만 실제 실험에서는 파형을 정확하게 관찰하기 어려웠다. 워크벤치에서는 동시에 모든 파형을 관찰할 수 있게끔 볼 수 있었지만, 실제 회로에서 출력을 관찰할 수 있는 오실로스코프는 단자가 2단자 뿐이기 때문에 하나를 기준으로 두고 서로 비교하면서 출력을 관찰할 수 밖에 없었다.
위에서 실험한 실험결과를 보면 알겠지만, 비동기식 카운터나 동기식 카운터나 결과는 똑같이 일치하는 것을 볼 수 있다.
실험에서는 우리가 자주 사용하는 10진 카운터를 회로로 구성하여 실험하였는데, 이는 더 확장하여 n 진 카운터의 설계를 할 수 있게끔 된다는 사실을 알 수 있다. n 진 카운터는 n 번째 수가 왔을때, 어디에 1이 오느냐에 따라서 NAND gate를 사용해서 CLR를 시켜주면 된다.
논리회로실험
결과보고서
실험 9
Shift Register & Ring Counter & Counter

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