홍익대학교 디지털논리실험및설계 3주차 예비보고서 A+

문서 내 토픽

1. 2-bit 복호기

2-bit 복호기의 경우 2-bit input의 가능한 모든 조합 4가지 (00, 01, 10, 11) 각각에 대한 디코딩 게이트의 출력을 통해서 어떤 input이 들어왔는지 확인할 수 있습니다. 기본 실험 (1) 회로의 경우 (00, 01, 10, 11)에 대한 디코딩 게이트는 각각 (Y0, Y1, Y2, Y3)이고, 어떤 input 이냐에 따라서 특정 디코딩 게이트의 출력만 1이 되고 나머지는 0인 Active HIGH로 회로가 설계되었기 때문에 디코딩 게이트의 출력을 LED를 통해 확인함으로써 어떤 input이 2-bit 복호기로 들어왔는지 확인할 수 있습니다.
2. 2-bit 부호기

2-bit 부호기의 경우 2-bit 복호기의 기능을 역으로 수행하는 조합회로입니다. 즉, 사람이 이해할 수 있는 혹은 어떤 특정한 의미와 mapping 시킨 형태 (기본 실험 (2)의 경우 0001, 0010, 0100, 1000)를 input으로 주게 되면 2진 코드화된 output으로 변환하게 됩니다. 기본 실험 (2)의 경우 (0001, 0010, 0100, 1000)이 각각 (00, 01, 10, 11)으로 부호화되게끔 회로가 구성되어 있습니다.
3. 7-segment 디스플레이

주어진 7-segment 소자는 common anode type이기 때문에 숫자 7을 표시하기 위해서는 스위치 ABCD 4개를 구성해서 7-segment의 f, a, b, c 즉, 9, 7, 6, 4번 pin에 GND를 input으로 줘야 하고 나머지 10, 1, 2번 pin에는 Vcc를 인가해 줘야 합니다. 실험실 기판의 경우 입력 ABCD로 1110을 input으로 주게 되면 7을 표시할 수 있습니다.
4. 7447 BCD to 7-segment decoder

7447과 5161을 동작하게 하기 위해서 Vcc와 GND를 몇 번 pin에 연결해야 하는지 확인해야 하고, 7447에서 입력을 받는 ABCD의 pin 번호와 ABCD 중에서 어떤 입력이 MSB이고 LSB 인지 확인해야 합니다. 또한 7447의 output인 a' ~ g'를 5161의 input으로 주기 위해서 각각에 대해서 pin 번호를 확인해야 합니다.
5. LT' (Lamp Test) 기능

LT'는 lamp test를 의미하는데 입력 LT'는 LOW이고 BI '/RBO'는 HIGH 일 때 모든 7-segment 들이 on 됩니다. 따라서 lamp test 기능은 segment들의 이상 유무 테스트에 이용할 수 있습니다.
6. Active LOW와 Active HIGH

Active LOW의 경우 신호가 LOW 일 때 유의미하게 회로가 동작하는 경우를 말하고 반대로 Active HIGH의 경우는 신호가 HIGH 일 때 유의미하게 회로가 동작하는 경우를 말합니다.
7. 기본실험 (1) - 2-bit 복호기

기본 실험 (1)의 경우 Active HIGH로 회로가 설계되었고 Y0, Y1, Y2, Y3는 각각 00, 01, 10, 11 에 대한 디코딩 게이트이고 디코딩 함수는 각각 A'B', AB', A'B, AB이기 때문에 실험 결과와 같이 나타났습니다.
8. 기본실험 (2) - 2-bit 부호기

기본 실험 (2)의 경우 0001, 0010, 0100, 1000이 각각 00, 01, 10, 11으로 부호화되게끔 회로가 구성되어 있기 때문에 실험 결과와 같이 나타났습니다. A2의 경우 연결이 끊어져 있기 때문에 A2에 어떤 값이 오든 실험 결과에는 영향을 미치지 않을 것으로 예상됩니다.
9. 기본실험 (3) - 7-segment 디스플레이

스위치 A, B, C, D를 이용해서 9, 7, 6, 4번 pin에 GND를 input으로 주고 나머지 10, 1, 2번 pin에는 Vcc를 인가하게 되면 7-segment에 숫자 7을 표시할 수 있을 것으로 예상됩니다.
10. 응용실험 (1) - 2-bit 부호기의 한계

기본 실험 (2)의 회로는 입력으로 1이 1개만 들어오는 경우를 가정하고 만들어 졌기 때문에 두 개 이상의 입력이 1인 경우는 이 회로에서 제대로 처리해주지 못해서 예상치 못한 이상한 결과가 나오게 될 것으로 예상됩니다.
11. 응용실험 (2) - 7447 BCD to 7-segment decoder

7-segment decoder 7447의 입력 ABCD를 1110으로 주게 되면 D가 MSB, A가 LSB이고 BCD 코드 0111은 10진수로 7이기 때문에 7-segment에 숫자 7이 표시될 것으로 예상됩니다.
12. 응용실험 (3) - LT' 기능

LT' 기능을 통해서 segment들의 이상 유무 테스트를 할 수 있기 때문에 device에 고장이 없다면 7개의 모든 segment에 불이 들어올 것으로 예상됩니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 2-bit 복호기

2-bit 복호기는 2개의 입력 신호를 받아 4개의 출력 신호를 생성하는 디지털 회로 장치입니다. 이 장치는 입력 신호를 해석하여 해당하는 출력 신호를 활성화시키는 역할을 합니다. 2-bit 복호기는 간단한 구조와 동작 원리를 가지고 있지만, 더 복잡한 디지털 회로 설계의 기초가 되는 중요한 구성 요소입니다. 이를 통해 다양한 디지털 시스템을 구현할 수 있으며, 특히 마이크로프로세서와 같은 복잡한 시스템에서 널리 사용됩니다.
2. 2-bit 부호기

2-bit 부호기는 2개의 입력 신호를 받아 4개의 출력 신호를 생성하는 디지털 회로 장치입니다. 이 장치는 입력 신호를 해석하여 해당하는 출력 신호를 활성화시키는 역할을 합니다. 2-bit 부호기는 간단한 구조와 동작 원리를 가지고 있지만, 더 복잡한 디지털 회로 설계의 기초가 되는 중요한 구성 요소입니다. 이를 통해 다양한 디지털 시스템을 구현할 수 있으며, 특히 마이크로프로세서와 같은 복잡한 시스템에서 널리 사용됩니다.
3. 7-segment 디스플레이

7-segment 디스플레이는 숫자와 문자를 표현할 수 있는 디지털 디스플레이 장치입니다. 7개의 세그먼트로 구성되어 있으며, 각 세그먼트를 선택적으로 켜서 다양한 숫자와 문자를 표현할 수 있습니다. 7-segment 디스플레이는 간단한 구조와 동작 원리를 가지고 있지만, 다양한 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 특히 디지털 시계, 계산기, 계기판 등에서 많이 사용되며, 사용자에게 직관적이고 쉽게 이해할 수 있는 정보를 제공합니다.
4. 7447 BCD to 7-segment decoder

7447 BCD to 7-segment decoder는 BCD(Binary-Coded Decimal) 코드를 7-segment 디스플레이에 적합한 신호로 변환하는 디지털 회로 장치입니다. 이 장치는 4비트의 BCD 입력 신호를 받아 7-segment 디스플레이의 7개 세그먼트를 제어하는 출력 신호를 생성합니다. 7447 디코더는 간단한 구조와 동작 원리를 가지고 있지만, 7-segment 디스플레이와 함께 사용되어 다양한 디지털 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 특히 숫자 표시, 계기판, 전자 기기 등의 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
5. LT' (Lamp Test) 기능

LT' (Lamp Test) 기능은 7-segment 디스플레이의 모든 세그먼트를 동시에 켜서 디스플레이의 정상 작동 여부를 확인하는 기능입니다. 이 기능은 디스플레이 장치의 고장 진단 및 테스트에 유용하게 사용됩니다. LT' 기능은 간단한 구현 방식을 가지고 있지만, 디지털 시스템의 신뢰성과 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 특히 산업 현장, 의료 기기, 자동차 등 다양한 분야에서 LT' 기능이 활용되고 있습니다.
6. Active LOW와 Active HIGH

Active LOW와 Active HIGH는 디지털 회로에서 신호의 논리 상태를 나타내는 개념입니다. Active LOW는 신호가 낮은 전압 레벨(0 또는 GND)일 때 활성화되는 것을 의미하며, Active HIGH는 신호가 높은 전압 레벨(1 또는 VCC)일 때 활성화되는 것을 의미합니다. 이 두 가지 개념은 디지털 회로 설계 및 동작 원리를 이해하는 데 매우 중요합니다. 회로 설계 시 Active LOW와 Active HIGH를 적절히 활용하면 회로의 복잡성을 줄이고 효율성을 높일 수 있습니다. 따라서 이 개념에 대한 이해는 디지털 회로 설계 및 구현에 필수적입니다.
7. 기본실험 (1) - 2-bit 복호기

2-bit 복호기 기본실험은 2-bit 복호기의 동작 원리와 구현 방법을 실험적으로 학습하는 것입니다. 이 실험을 통해 2-bit 복호기의 입력 신호와 출력 신호의 관계, 논리 게이트 회로 구현 방법, 실제 동작 확인 등을 경험할 수 있습니다. 이러한 기초 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 기본 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.
8. 기본실험 (2) - 2-bit 부호기

2-bit 부호기 기본실험은 2-bit 부호기의 동작 원리와 구현 방법을 실험적으로 학습하는 것입니다. 이 실험을 통해 2-bit 부호기의 입력 신호와 출력 신호의 관계, 논리 게이트 회로 구현 방법, 실제 동작 확인 등을 경험할 수 있습니다. 이러한 기초 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 기본 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.
9. 기본실험 (3) - 7-segment 디스플레이

7-segment 디스플레이 기본실험은 7-segment 디스플레이의 동작 원리와 구현 방법을 실험적으로 학습하는 것입니다. 이 실험을 통해 7-segment 디스플레이의 각 세그먼트와 입력 신호의 관계, 논리 게이트 회로 구현 방법, 실제 동작 확인 등을 경험할 수 있습니다. 이러한 기초 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 기본 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.
10. 응용실험 (1) - 2-bit 부호기의 한계

2-bit 부호기 응용실험은 2-bit 부호기의 한계를 이해하고 이를 극복하는 방법을 실험적으로 학습하는 것입니다. 2-bit 부호기는 입력 신호의 범위가 제한적이므로, 이를 확장하기 위한 방법을 모색해야 합니다. 이 실험을 통해 2-bit 부호기의 한계를 파악하고, 이를 극복하기 위한 다양한 방법을 탐구할 수 있습니다. 이러한 응용 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 한 단계 높이는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 응용 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.
11. 응용실험 (2) - 7447 BCD to 7-segment decoder

7447 BCD to 7-segment decoder 응용실험은 BCD 코드를 7-segment 디스플레이에 적합한 신호로 변환하는 7447 디코더의 동작 원리와 구현 방법을 실험적으로 학습하는 것입니다. 이 실험을 통해 BCD 코드와 7-segment 디스플레이의 관계, 7447 디코더의 내부 회로 구조, 실제 동작 확인 등을 경험할 수 있습니다. 이러한 응용 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 한 단계 높이는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 응용 지식과 기술을 습득할 수 있습니다.
12. 응용실험 (3) - LT' 기능

LT' (Lamp Test) 기능 응용실험은 7-segment 디스플레이의 모든 세그먼트를 동시에 켜서 디스플레이의 정상 작동 여부를 확인하는 기능을 실험적으로 학습하는 것입니다. 이 실험을 통해 LT' 기능의 구현 방법, 회로 설계, 실제 동작 확인 등을 경험할 수 있습니다. 이러한 응용 실험은 디지털 회로 설계 및 구현 능력을 한 단계 높이는 데 도움이 됩니다. 또한 복잡한 디지털 시스템을 이해하고 설계하는 데 필요한 응용 지식과 기술을 습득할 수 있습니다. LT' 기능은 디지털 시스템의 신뢰성과 안정성을 높이는 데 중요한 역할을 하므로, 이에 대한 이해와 실습은 매우 중요합니다.