[디지털 논리 회로] 디지털 공중전화

소개글

[디지털 논리 회로] 디지털 공중전화에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. Project 목적
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2. 작품 개요

2.1 motive
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2.2 주제
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2.3 주요 기능
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2.4 시스템 흐름도
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2.5 전체 회로도
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3. 팀 구성 및 역할 분담
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4. 구현 결과

4.1 Up Counter
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4.1 Down Counter
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4.3 펄스 발생기
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4.4 GAL칩 코딩
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4.3 Shift Register
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5. 오류 검출 및 수정
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6. 결론 및 느낀점
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7. 참고 문헌 및 자료

7.1 소요 부품
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7.2 데이터 시트
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7.3 참고 문헌 및 사이트
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본문내용

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7.3 참고 문헌 및 사이트

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1. Project 목적
디지털 논리회로 설계 및 실습 과목의 term project 구현
칩의 기능과 논리구조의 이해
지금까지 학습한 내용들을 복합하여 하나의 작품에 응용 및 구현
2. 작품 개요
2.1 Motive
지금까지 학습한 내용을 복습할 수 있으면서 실생활과 연계하여 흥미를 유발할 수 있는 작품을 생각하던 중, 다양한 기능을 가지고 있으면서 작동 원리 자체가 복잡하지 않다는 점에 착안하여 프로젝트 주제 선정
2.2 디지털 공중전화
학습한 논리구조의 기능 구현을 바탕으로 공중전화 기능에 필수적인 요소들을 회 로로 설계하여 논리 게이트 들만으로 디지털 공중전화 기능 구현
2.3 주요 기능
● Part 1. 동전 투입
: 공중전화 작동을 위해 동전을 투입 (70원이 되면 공중전화 기능 활성화)
: 동전 투입은 push 버튼을 이용하고 7-Segment를 이용하여 출력
: 7번의 입력이 이루어지면 녹색 LED를 점등시키고 Part2,3 회로 활성화
● Part 2. 전화번호 입력 및 출력
: Part 1의 LED 점등을 신호로 하여 작동
: 10개의 숫자(0~9), send 및 reset 버튼으로 이루어진 키패드를 통하여 7자리 전화번호 입력
: 입력된 전화번호는 7개의 7-Segment로 출력
: Send 버튼을 눌러 Part 3 회로 활성화
● Part 3. 60초 다운 카운터
: 70원의 동전투입으로 인한 LED 점등과 Send 스위치가 on되면 작동
: 60초 후 적색 LED 점등 및 경고음 발생과 동시에 회로 리셋
2.4 시스템 흐름도
2.5 전체 회로도
3. 팀 구성 및 역할 분담
4. 구현 결과
완성된 회로
Coin 7개 입력 (전화 가능 상태)
전화번호 첫 번째 자리 입력
전화번호 두 번째 자리 입력
전화번호 세 번째 자리 입력
Down Counter 60 초기화
Down Counter 00 (60초 후)
4.1 Up Counter
<74192 Chip Pin 별 기능>
<업 카운터 회로 구성>
스위치로 신호를 한번줄 때마다 5번 핀의 UP 신호 입력 핀 부분에 신호가 들어가 숫자 한 개씩 업 카운트가 진행된다. 70원까지 구현하는 것이므로 7이될 때 LED가 점등 되도록 출력단 QA, QB. QD를 묶어 AND 게이트에 넣고 8이 되는 순간 클리어에 신호가 들아가 숫자가 0으로 리셋 된다.
4.2 Down Counter
10의 자리는 6부터 시작해야 하므로 초기값 설정단 B와 C 에만 VCC 연결
1의 자리에서 숫자가 0으로 되는 순간 버로우 핀에서 10의 자리 다운 핀으로 신 호가 들어가서 10의 자리 숫자가 1개 떨어지는 형식으로 회로구현
00이 되면 다시 99로 바뀌지 않도록 하기위해 1의 자리 버로우 핀과 10의 자리 버로우 핀을 앤드 게이트로 묶어 두 개 모두 버로우 출력이 될 경우 클리어 입력 단에 신호를 보내 00상태를 유지 시킴
4.3 펄스 발생기
옆의 회로는 NE555를 이용하여 초당 한번의 펄스를 발생시키는 동작을 구현 한 것
위 공식에 의해 계산하고 구현한 결과 약 1Hz의 주파수가 나온다. 정확히 초당 한번씩 뛰지 않고 약간의 오차가 있지만 거의 정확히 펄스를 발생 시켜 준다.
4.4 GAL칩 코딩
키패드마다 숫자를 다르게 출력 시키는 기능 구현을 함에 있어서 그 출력을 다시 BCD 코드로 변환해 쉬프트 레지스터에 입력 시키는 기능을 IC 회로로 구현하는 방법을 참고 문헌 등을 통하여 알아낼 수 없어 GAL칩으로 키패드의 신호를 입력 받아 BCD 코드로 출력시키는 기능 구현
● 사용 프로그램 : Wincupl ● 사용 GAL칩 : GAL22V10
* Wincupl
CUPL은 ABEL이나 PALASM 같이 일종의 HW description language 이지만
언어를 알아야 할 필요 없이 몇가지만 알면 구현할 수 있다는 장점이 있다.
1. PIN 정의
각 핀에 이름을 부여하는 것으로 사용할 때 문자로 나타내면 이해가 쉬어
다음과 같이 ‘=’ 로 표현한다.
Pin 2= IN1; // 칩의 2번 핀을 ‘IN1’으로 이름 부여
2. 논리 표현
GAL은 기본적으로 칩의 구조상 AND, OR, NOT으로 정의하는 것만 필요하다.
< 코딩 소스 >
4.5 Shift Register
Shift 원리
클럭한번당 한 비트 씩 이동하므로 네 번의 클럭을 줘야
다음 세그먼트로 번호가 이동하여 표시된다.
Switch 기능
1번 - 첫 번째 쉬프트 레지스터의 오른쪽 쉬프트 기능 제어
2번 - 나머지 쉬프트 레지스터들의 오른쪽 쉬프트 기능 제어
3번 - 첫 번째를 제외한 나머지 레지스터들의 왼쪽 쉬프트 기능 제어
4번 - 첫 번째 쉬프트 레지스터의 왼쪽 쉬프트 기능 제어
2번과 3번 스위치를 올리고 첫 번째 세그먼트에 번호입력
1번과 2번 스위치를 올리고 입력된 숫자 쉬프트 ( 클럭 4번 )
5. 오류 검출 및 수정
키패드 버튼 입력시 0이 출력되는 기능을 1이 출력되도록 변경
GAL칩 출력단(Pin 14-17) 부분을 다시 코딩하여 기능 구현
버튼 입력시 생기는 noise를 막기 위해 풀업 저항 연결
Shift register의 clear가 vcc에 연결되어 있어야 제대로 shift 기능을 수 행 하는데 clear 부분이 ground에 연결되어 있어 shift 기능을 제대로 수 행하지 못하고 쓰레기 값이 출력되는 것을 검출 및 수정
6. 결론 및 느낀점
처음 디지털 논리회로 실습을 배울 때 아무것도 모른체 새로운 학문에 도전한다는 것이 힘들고 어렵기만 했습니다.VCC와 GND 가 어떤 것인지도 판단하지 못하는 저희가 이 과목을 통해 단기간 내에 많은 것을 배우고 느끼게 된 것 같습니다. 처음에는 전공에도 필요 없는 과목을 배운다는 짧은 생각에 시간들이 야속하기만 했지만, 어느 순간 자신도 모르게 실험에 빠져들어 있는 모습을 발견하곤 했습니다. 마지막 텀플 구성기간에도 뭔가 모를 허전함이 저희들 주위를 애워싸는 듯 했습니다. 공허한 느낌을 매우고자 텀플 발표에 최대한 우리가 지금껏 배

키워드

디지털 논리 회로,   디지털,   공중전화