소개글
"아주대학교 논리회로실험 실험3"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 대상 논리회로
2. 실험 준비
2.1. 논리회로 IC
2.1.1. 74HC04
2.1.2. 74HC08
2.1.3. 74HC32
2.1.4. 74HC86
2.2. 회로 구성
3. 실험1: 반가산기
3.1. 실험 과정
3.2. 예상 결과
4. 실험2: 전가산기
4.1. 실험 과정
4.2. 예상 결과
5. 실험3: 반감산기
5.1. 실험 과정
5.2. 예상 결과
6. 실험4: 전감산기
6.1. 실험 과정
6.2. 예상 결과
7. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
실험 목적은 논리회로를 이용하여 가산기와 감산기를 구성하고, 이들의 구조와 동작 원리를 이해하는 것이다.
구체적으로 살펴보면, 실험에서는 기본적인 조합 논리회로인 반가산기, 전가산기, 반감산기, 전감산기를 구성하고 이들의 입출력 관계를 확인하는 것을 목적으로 한다. 이를 통해 이진수의 덧셈과 뺄셈 과정을 이해하고, 불 대수식과 드 모르간의 법칙을 활용하여 회로를 간소화하는 방법을 익히고자 한다.
나아가 이러한 기본적인 가산기와 감산기의 이해를 바탕으로, 더 복잡한 병렬 가감산기와 같은 응용 회로를 고안할 수 있는 능력을 키우고자 한다. 즉, 단순한 1비트 연산을 넘어 다중 비트 연산을 수행하는 논리회로의 원리를 습득하는 것이 이번 실험의 주된 목적이라고 할 수 있다.
1.2. 실험 대상 논리회로
실험에서 사용되는 주요 논리회로 IC는 74HC04, 74HC08, 74HC32, 74HC86 등이다. 이들 IC는 각각 NOT, AND, OR, XOR 게이트 기능을 수행하며, 이를 조합하여 반가산기, 전가산기, 반감산기, 전감산기와 같은 다양한 조합 논리회로를 구현할 수 있다.
74HC04 IC는 6개의 NOT 게이트로 구성되어 있다. 입력 핀 An에 인가된 신호의 반전된 출력이 Yn 핀으로 출력된다. 이를 통해 입력 신호의 반전 기능을 수행할 수 있다.
74HC08 IC는 4개의 2입력 AND 게이트로 구성되어 있다. 입력 핀 An, Bn에 인가된 두 신호가 AND 연산되어 Yn 핀으로 출력된다. 두 입력 신호가 모두 High일 경우에만 High 출력이 나오게 된다.
74HC32 IC는 4개의 2입력 OR 게이트로 구성되어 있다. 입력 핀 An, Bn에 인가된 두 신호가 OR 연산되어 Yn 핀으로 출력된다. 두 입력 중 하나라도 High이면 High 출력이 나오게 된다.
74HC86 IC는 4개의 2입력 XOR 게이트로 구성되어 있다. 입력 핀 An, Bn에 인가된 두 신호가 XOR 연산되어 Yn 핀으로 출력된다. 두 입력 신호가 서로 다를 경우에만 High 출력이 나오게 된다.
이들 논리 게이트 IC를 적절히 조합함으로써 반가산기, 전가산기, 반감산기, 전감산기와 같은 다양한 조합 논리회로를 구현할 수 있다. 가산기와 감산기는 디지털 시스템에서 매우 기본적이면서도 중요한 연산 회로이므로, 이들 회로의 동작 원리와 구현 방법을 이해하는 것이 중요하다.
2. 실험 준비
2.1. 논리회로 IC
2.1.1. 74HC04
74HC04는 Hex Inverters로 불리는 IC 소자이다. 이 IC는 6개의 독립적인 NOT 게이트로 구성되어 있다. NOT 게이트는 입력값의 논리 상태를 반대로 변환하는 기본적인 논리 게이트이다. 즉, 입력이 "1"이면 출력은 "0"이 되고, 입력이 "0"이면 출력은 "1"이 된다.
74HC04 IC의 핀 구성을 살펴보면, 1번 핀에 입력 A1이 인가되고 2번 핀에서 그 반전된 출력 Y1이 나온다. 이와 같이 3번과 4번, 5번과 6번, 9번과 8번, 11번과 10번, 13번과 12번의 핀들이 서로 대응되어 입력과 출력이 연결되어 있다. 7번 핀과 14번 핀은 전원 공급을 위한 Vcc와 접지(GND)가 연결된다.
74HC04의 논리 다이어그램과 진리표를 보면, 입력 A가 "0"일 때 출력 Y는 "1"이 되고, 입력 A가 "1"일 때 출력 Y는 "0"이 된다. 이처럼 NOT 게이트는 입력 신호의 논리 상태를 반전시켜 출력한다.
NOT 게이트는 디지털 회로에서 가장 기본적인 논리 연산을 수행하는 소자로, 다른 논리 게이트와의 조합을 통해 다양한 복잡한 디지털 회로를 구현할 수 있다. 74HC04와 같은 Hex Inverters IC는 6개의 독립적인 NOT 게이트를 집적한 소자로, 공간 활용도와 설계 효율성을 높일 수 있다.
2.1.2. 74HC08
'2.1.2. 74HC08'은 Quad 2-input AND Gate IC로, 두 개의 입력 신호를 AND 연산하여 하나의 출력을 제공하는 소자이다. 이 IC는 회로 설계에 자주 사용되는 기본적인 논리 게이트 중 하나로, 다른 게이트들과 조합하여 더 복잡한 논리 회로를 구현할 수 있다.
74HC08 IC의 핀 구성을 보면 14개의 핀으로 이루어져 있으며, 제품의 전원(Vcc)과 접...
참고 자료
아주대학교 논리회로 실험 강의 노트 (2020), p4-11
임석구 외 1인 공저, 『디지털 논리회로 (이론, 실습, 시뮬레이션)』, 제 2판, 2009 .p266-272, p316-334
wikipedia, (2020.09.16.), (2020.09.16.), ‘Adder’, https://en.wikipedia.org/wiki/Adder_(electronics)
wikipedia, (2020.09.16.), (2020.09.16.), ‘substractor’, https://en.wikipedia.org/wiki/Subtractor
ALLDATASHEET, (2020.09.07.), (2020.09.07.),
‘74HC04’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC04
‘74HC08’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC08
‘74HC32’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC32
‘74HC86’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC86
John F. Wakerly, (2006). 디지털 디자인 Fourth Edition (김도현, 역). 경기도: 사이텍미디어. (원서출판 불명). p141(CMOS 논리군).
위의 책, p405~406(반가산기, 전가산기)
위의 책, p407~408(감산기, 전감산기)
논리회로실험 실험3 강의노트
74HC Series[웹사이트]. (2020.09.21.). URL: https://www.futurlec.com/IC74HC00Series.shtml
John F. Wakerly.『DIGITAL DESIGN』4TH ED, PEARSON Education.
최기영.『실험3. 가산기와 감산기』, PPT file.
네이버 지식백과 전기용어사전
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