[최신디지털공학실험] 제10판 실험11.가산기(Adder)와 크기비교기(Magnitude Comparator) 만점레포트 : 4비트 2진/excess-3 코드 변환기 설계, 구현및테스트&오버플로우(overflow) 검출 가능한 부호있는 가산기 설계

소개글

[최신디지털공학실험] 제10판 실험11.가산기(Adder)와 크기비교기(Magnitude Comparator) 만점레포트 : 4비트 2진/excess-3 코드 변환기 설계, 구현및테스트&오버플로우(overflow) 검출 가능한 부호있는 가산기 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험11
가산기와 크기 비교기

실험 목표
사용 부품
이론 요약
예제: 4비트 2진/BCD 코드 변환기
실험순서


실험 11보고서

실험 목표:
데이터 및 관찰 내용:
실험1. 4비트 2진/BCD코드 변환기 실험：
실험2. 4비트 2진/Excess-3 코드 변환기 실험：
평가 및 복습 문제

▶고찰

본문내용

11-1에 나타나 있다. 비교기의 B 입력이 1001로 연결되어 있는 것에 주의하여라. 비교기의 A 입력이 2진수 1001보다 크다면 A>B 출력이 선언된다. 이 동작은 가산기가 2진 입력에 0110을 더하도록 한다. 비교기의 A>B출력이 어떻게 가산기의 B로 연결되는지 주의하여라.A>B가 선언될 때 단지 B2와 B3비트만 HIGH가 되고, 그렇지 않을 경우 모든 B 비트는 LOW가 된다. 이는 가산기가 2진 입력에 0000이나 0110중 하나를 더하도록 한다. 이 상황은 표 11-1에 요약되어 있다. 표에서 B2와 B3 비트는 A>B 출력과 같은 의미를 갖는다. 즉, 이 비트들은 A>B가 0일 때 0이고, A>B가 1일 때 1이 된다. B4와 B1비트는 항상 0이므로 이들 입력은 접지에 연결시킨다.
실험순서
1. 실험보고서에 있는 그림 11-2는 2진/Excess=3 코드 변환 회로의 일부분만 완성한 회로도이다. 이 회로는 2진 입력 수에 0011이나 1001을 더하는 것을 제외하고는 ‘이론요약’의 예에서 기술한 기본적인 개념을 사용하고 있다. 입력 2진수가 0000에서 1001(십진수 9)까지의 값이 라면 가산기는 입력 2진수에 0011(십진수3)을 더해야 하고, 1001보다 zmkaus 4비트 2진수를 Excess-3 코드로 변환하기 위해서 1001(십진수 9)을 더해야 한다. 문제는 표 11-2에 요약되어 있다. 7483A에 개방되어 있는 입력을 어떻게 연결할지를 결정하고, 회로도를 완성하여라.
2. 회로도로부터 회로를 구성하여라. 실험 보고서의 표 11-4진리표에 있는 모든 가능한 입력을 테스트하여라. 출력은 LCD로부터 읽을 수 있는데. LED가 ON일 때 는 논리 1을, OFF일 때는 논리 0을 나타낸다.
실험 11보고서
실험 목표:
□4비트 2진/Excess-3코드 변환기의 설계, 구현 및 테스트.
□오버플로우(overflow)검출이 가능한 부호 있는 가산기의 설계
데이터 및 관찰 내용:
실험1. 4비트 2진/BCD 코드 변환기
그림 11-12진/BCD 변환기
표 11-12진수를 BCD로 변환
가산기 입력
비교기 A>B 출력
B4
B3
B2
B1
비고
0
0
0
0
0
입력이 10보다 작음. 0000더하기
1
0
1
1
0
입력이 9보다 큼. 0110 더하기
실험1. 4비트 2진/BCD코드 변환기 실험：
BCD코드는 4비트 2진수 코드로써 0000~1001까지는 2진수와 동일하다.
그반면 1010~1111까지는 BCD는 무효를 나타내는수 가 된다.
1010~1111 여기서 +6(0110)을 해주게 되면 10진 BCD 수로 쉽게 변환을 할수 있다.
실험 LED 표시등 읽는방법:
-LED 표기 ● / ●●●● = 10진수 둘째자리수 / 10진수 첫째자리수-
EX) =LED OFF ,●=LED ON
①●/ = 1/0=10 (BCD코드 2개조합 10진수 둘째자리수/10진수 첫째자리수)읽는다.
②/●● = 0/1+8=0/9= 09 (십진수 둘째자리수 0 첫째자리수 9(1+9))로 읽는다.
원래 캐리는 4비트씩 서로 가산기를 하는데 연산결과가 넘쳐 (overflow)자리를 표시할 수 없을때 표현하는 하는것이 캐리이다. (즉 16=1 0000)
그러나 이번실험에서 구성된 캐리 LED는 비교기의 A>B출력에 LED가 장착됨에 따라 캐리의 원리 (자리표현불가수 10000이상(16)) 랑 다르게 10이상의 A입력이 들어오면 LED가 ON되게끔 구성이 되어있다.
회로구성: 회로에는 LED 5개,7483A가산기,7485A 비교기가 사용이 되었다.
가산기의 역할은 A,B의 수를 합(+)을 하는 논리게이트이고 비교기는 A,B의 수를 비교하는 논리게이트이다. (A>B,A=B,A 좌측 상단의 5V가 내려오고 있고 4조 DIP스위치가 존재하며 4조가산기 4조비교기가 존재한다. 스위치가 ON이되면 접지GND와 연결이되어 0입력이되고 스위치가 OFF되면 1입력이 된다.
A입력은 스위치 입력그대로 7483가산기와 7485비교기에 입력이 되고있고,
7483가산기의 B입력에는 B4,B1는 LOW입력(0),B2,B3는 7485가산기 A>B출력에 접속되어 있다.
7485 비교기 B입력에는 B3,B0는 HIGH입력(1)에 접속되고 B2,B1은 LOW입력(0)입력이 되어있다.
①동작내용(1001)이하 A입력 및 결과: 스위치를 통해 7483가산기와 7485비교기에 A입력이 1001(9)이하 입력이 되면 7485비교기 B입력(1001)과 비교를 해서 A>B출력 결과 0을 내놓는다.
만약 1001이하의 A입력이 들어가면 7485비교기의 A>B 출력은(0)이 되고 7483가산기의 B3,B2입력에는 0입력이 들어가며 캐리LED A\'= OFF가 된다.
7483비교기에 B2,B3에 00이 들어가면 비교기 B1,B4는 00입력이 되어있으므로 B입력은(0000)이 된다. 그러면 A입력1001이하 값과 B입력0000의 합은 A+0=A가 되므로 A입력그대로 LED가 출력하고 캐리 LED OFF를 나타낸다.
②동작내용 (1010)이상 A입력 및 결과: 스위치를 통해 A입력 1010이상이 들어오면 7485비교기 B입력 1001과 비교해서 A>B 출력결과 (1)을 내놓는다.
1010이상의 A입력이 들어오게되면 B입력 1001과 비교해서 A>B 출력결과는 HIGH(1)을 나타낸다. 이 HIGH(1)입력은 7483가산기 B3,B2입력에 들어가며 캐리 LED는 ON이 된다. (즉 10이상을 표현)
그러면 7483가산기 B1,B4는 1입력이 되고 B1,B2은 0입력이 되어있으므로 그 결과 B입력은 0110(6)이 되게 된다.
그러면 가산기는 A입력과 0110과의 합으로 A+0110(6)=A+0110(6)이 되며 5번째 비트수는 생략되고 A+0110(6)값대로 LED가 ON이 되고 캐리LED가 ON된다. (C출력 미연결으로 5번째 캐리는 생략됨 캐리LED는 비교기출력으로 표현)
입력
(2진수)
출력
(BCD)
실험사진
입력
(2진수)
출력
(BCD)
실험사진
DCBA
A\'
DCBA
DCBA
A\'
DCBA
0000
0
0000
죄송합니다. 실수로 DCBA입력0000사진을 찍는걸 깜박하여 사진첨부를 하지 못하게

키워드

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