본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
디멀티플렉서를 이용한 다중 출력 조합 논리 회로의 설계와 오실로스코프를 이용한 카운터-디코더 회로의 타이밍 다이어그램 작성이 이번 실험의 목적이다.실험의 목적은 디멀티플렉서를 이용한 다중 출력 조합 논리 회로의 설계와 오실로스코프를 이용하여 카운터-디코더 회로의 타이밍 다이어그램을 작성하는 것이다. 디멀티플렉서는 하나 이상의 입력 라인으로부터 2진 정보를 받아 각 입력 조합에 대해 고유한 출력을 발생시키는 디코더 기능을 수행할 수 있다. 이번 실험에서는 디코더 기능에 대해 살펴볼 것이다. 또한 오실로스코프를 이용하여 카운터-디코더 회로의 타이밍 다이어그램을 작성함으로써 입력 신호와 출력 신호의 상대적 타이밍을 분석할 수 있다. 이를 통해 회로의 동작 원리를 더욱 깊이 이해할 수 있을 것이다.
1.2. 실험 개요
이 실험의 개요는 다음과 같다. 디멀티플렉서를 이용한 다중 출력 조합 논리 회로의 설계와 오실로스코프를 활용한 카운터-디코더 회로의 타이밍 다이어그램 작성이 실험의 주요 목표이다. 이를 위해 각각의 상태와 신호등 출력에 대한 논리 회로를 구현하고, 그레이 코드 카운터의 동작을 확인하며, 입력 신호와 출력 신호 간의 상대적 타이밍을 분석한다. 또한 시분할 멀티플렉싱 및 모의실험 데이터 적용과 같은 추가 활용 방안도 다루고 있다. 이번 실험은 디지털 논리 회로의 기본적인 동작 원리와 설계 방법을 익히고 응용할 수 있는 기회를 제공한다.
1.3. 사용 부품
사용 부품은 다음과 같다.
7408 또는 74LS08 4개의 AND 게이트, 7474 2개의 D 플립플롭, 74LS139A 디코더/디멀티플렉서 1개, 4개의 DIP 스위치, 적색 LED 2개, 노란색 LED 2개, 녹색 LED 2개, 330Ω 저항 6개, 1.0kΩ 저항 2개이다.
이번 실험에서는 디멀티플렉서를 이용해 교통 신호 제어 논리 회로를 구현한다. 74LS139A 디코더/디멀티플렉서는 상태 디코더로 사용되며, 7408 또는 74LS08 AND 게이트는 신호등 출력 논리를 구현하는데 활용된다. 2개의 D 플립플롭은 그레이 코드 카운터를 구성하는데 사용된다. 4개의 DIP 스위치는 디코더의 SELECT 입력으로 연결되어 상태 입력을 제공한다. 적색, 노란색, 녹색 LED는 각각 주도로와 부도로의 신호등을 모의하기 위해 사용된다. 저항들은 LED의 전류를 제한하는 용도로 사용된다.
2. 디멀티플렉서를 이용한 조합 논리
2.1. 상태 디코더
상태 디코더"는 디코더 회로의 한 부분으로, 두 개의 입력 변수를 사용하여 네 가지 상태를 출력하는 역할을 한다. 이 상태 디코더는 74LS139A라는 IC로 구현되었는데, 이는 2조 2-라인/4-라인 디코더 소자이다. 이 디코더는 두 개의 선택 입력(1A, 1B)을 받아 각각의 입력 조합에 따라 네 개의 고유한 출력(1Y0, 1Y1, 1Y2, 1Y3)을 생성한다.
이 상태 디코더는 교통 신호 제어 논리의 핵심 부분으로, 네 가지 상태를 나타내는 출력을 제공한다. 진리표에 따르면, 상태 코드 G1G0가 00일 때는 1Y0 출력이 0이 되고 다른 출력은 1이 된다. 이는 주도로 녹색, 부도로 적색 상태를 나타낸다. 상태 코드가 01일 때는 1Y1 출력이 0이 되어 주도로 황색, 부도로 적색 상태를 나타낸다. 11일 때는 1Y2 출력이 0이 되어 주도로 적색, 부도로 녹색 상태를, 10일 때는 1Y3 출력이 0이 되어 주도로 적색, 부도로 황색 상태를 나타낸다.
이처럼 상태 디코더는 입력 변수의 조합에 따라 각 상태를 고유하게 출력함으로써, 신호등 제어를 위한 논리 회로의 핵심 부분으로 작용한다. 이를 통해 교통 신호의 순서가 체계적으로 제어될 수 있도록 한다.
2.2. 신호등 출력 논리
신호등 출력 논리는 디코더로부터 네 개의 액티브-LOW 상태를 받아 신호등을 동작시키기 위한 6개의 출력을 만들어내는 것이다...
1
2
3
4
5
6
7
8
9