소개글
"아주대학교 논리회로실험 4"에 대한 내용입니다.
목차
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 장비 및 소자
2. 논리회로의 원리
2.1. 멀티플렉서(Multiplexer)
2.2. 디멀티플렉서(Demultiplexer)
3. 멀티플렉서 실험
3.1. 멀티플렉서 실험 1
3.2. 멀티플렉서 실험 2
4. 디멀티플렉서 실험
4.1. 디멀티플렉서 실험 1
4.2. 디멀티플렉서 실험 2
5. 실험 결과 분석
5.1. 멀티플렉서 실험 결과 분석
5.2. 디멀티플렉서 실험 결과 분석
6. 고찰
6.1. 멀티플렉서의 특성
6.2. 디멀티플렉서의 특성
7. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
실험의 목적은 멀티플렉서(Multiplexer)와 디멀티플렉서(Demultiplexer)의 원리를 이해하고, 실험을 통해 이들 논리회로의 동작을 확인하는 것이다. 멀티플렉서는 다수의 입력 중 하나를 선택하여 단일 출력으로 전달하는 회로이며, 디멀티플렉서는 단일 입력을 선택된 출력으로 전달하는 회로이다. 이번 실험을 통해 이러한 멀티플렉서와 디멀티플렉서의 기능과 동작 원리를 이해하고, 실험 결과를 분석함으로써 논리회로 설계에 필요한 기초 지식을 습득할 수 있다.
1.2. 실험 장비 및 소자
실험에 사용되는 주요 소자는 74HC 시리즈 CMOS IC들이다. 74HC 시리즈는 TTL 계열의 74 시리즈 IC에 High Speed CMOS 기술을 적용한 것으로, 2V~6V의 넓은 전압 범위에서 동작할 수 있고 빠른 스위칭 속도와 낮은 소비전력 특성을 가지고 있다.
74HC04는 6개의 CMOS NOT 게이트로 구성된 IC로, 입력 An에 대해 반전된 출력 Yn을 제공한다. 핀 배열 및 진리표를 통해 NOT 게이트로서의 기본적인 동작을 확인할 수 있다.
74HC11은 3개의 3입력 CMOS AND 게이트로 구성된 IC이다. nA, nB, nC 입력에 대해 논리곱 연산을 수행하여 nY 출력을 제공한다. 핀 배열 및 진리표를 통해 AND 게이트의 동작을 확인할 수 있다.
74HC20은 2개의 4입력 CMOS NAND 게이트로 구성된 IC이다. nA, nB, nC, nD 입력들에 대해 NAND 연산을 수행하여 nY 출력을 제공한다. 핀 배열 및 진리표를 통해 NAND 게이트의 동작을 확인할 수 있다.
74HC139는 2개의 2-to-4 라인 디멀티플렉서로 구성된 IC이다. 선택입력 An, Bn과 인에이블 Gn에 따라 4개의 출력 nY0~nY3 중 하나가 활성화된다. 핀 구성 및 진리표를 통해 디멀티플렉서 동작을 확인할 수 있다.
74HC153은 2개의 4입력 멀티플렉서로 구성된 IC이다. 선택입력 S0, S1과 인에이블 E에 따라 4개의 입력 nI0~nI3 중 하나가 출력 nY로 선택된다. 핀 배열 및 진리표를 통해 멀티플렉서 동작을 확인할 수 있다.
이러한 다양한 CMOS 논리 IC들은 실험에서 멀티플렉서와 디멀티플렉서 회로를 구현하는 데 사용된다.
2. 논리회로의 원리
2.1. 멀티플렉서(Multiplexer)
멀티플렉서(Multiplexer)는 디지털 스위치로, 입력에 연결된 n개의 입력 중 하나의 데이터를 선택하여 출력하는 소자이다. 일반적으로 n개의 선택 입력(select)과 2^n개의 데이터 입력, 1개의 인에이블(enable) 입력, 그리고 1개의 출력으로 구성되어 있다.
선택 입력(select)은 출력으로 보내고자 하는 데이터 입력을 결정하는 역할을 하며, 인에이블(enable) 입력은 멀티플렉서의 동작 여부를 결정한다. 인에이블 입력이 0일 경우 모든 출력이 0이 되고, 1일 경우 선택 입력에 따라 데이터 입력 중 하나가 출력으로 선택된다.
멀티플렉서에 들어오는 입력이 n개일 경우, 선택 입력(select)과 데이터 입력의 관계는 log2n이 된다. 이는 n개의 데이터 입력을 이진수로 나타내기 위해서는 log2n개의 선택 입력이 필요하기 때문이다. 예를 들어 입력이 4개인 경우 2비트의 선택 입력(00, 01, 10, 11)으로 4개의 입력을 선택할 수 있다.
멀티플렉서는 통신 분야에서 다중 신호원에서 데이터를 하나의 출력으로 연결하는 데 유용하게 사용된다. 이를 통해 통신망 구성과 관리를 간단하게 하고 통신 비용을 절감할 수 있다. 또한 데이터 선택기의 역할을 하여 원하는 데이터 입력을 선택할 수 있다는 점에서 다양한 분야에서 활용되고 있다.
2.2. 디멀티플렉서(Demultiplexer)
디멀티플렉서(Demultiplexer)는 한 개의 입력선으로부터 들어오는 신호를 선택된 출력선으로 보내는 논리회로 소자이다. 디멀티플렉서는 입력 신호를 여러 개의 출력선 중 하나로 선택적으로 출력하는 역할을 한다.
디멀티플렉서의 구성은 일반적으로 1개의 데이터 입력, n개의 선택 입력, 그리고 2^n개의 출력으로 이루어져 있다. 선택 입력에 따라 데이터 입력이 특정 출력선으로 연결되어...
참고 자료
아주대학교 논리회로 실험 강의 노트 (2020)
임석구 외 1인 공저, 『디지털 논리회로 (이론, 실습, 시뮬레이션)』, 제 2판, 2009 .p304-311, p316-335
wikipedia, (2020.09.23.), (2020.09.23.), ‘multiplexer’, https://en.wikipedia.org/wiki/multiplexer
wikipedia, (2020.09.23.), (2020.09.23.), ‘Demultiplexer’, https://en.wikipedia.org/wiki/Multiplexer#Digital_demultiplexers
ALLDATASHEET, (2020.09.23.), (2020.09.23.),
‘74HC04’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC04
‘74HC11’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC11
‘74HC20’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC20
‘74HC139’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC139
‘74HC153’, https://www.alldatasheet.co.kr/view.jsp?Searchword=74HC153
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John F. Wakerly, (2006). 디지털 디자인 Fourth Edition (김도현, 역). 경기도: 사이텍미디어. (원서출판 불명). p141(CMOS 논리군).
위의 책, p372~375(멀티플렉서)
위의 책, p378~380(디멀티플렉서)
논리회로실험 실험4 강의노트
74HC Series[웹사이트]. (2020.09.27.). URL: https://www.futurlec.com/IC74HC00Series.shtml
