홍익대학교 디지털논리실험및설계 9주차 예비보고서 A+

본 내용은 " 홍익대학교 디지털논리실험및설계 9주차 예비보고서 A+ " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.03.23

문서 내 토픽

• 1. 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164

  8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 datasheet를 확인하면, (MR)'의 역할은 직렬로 연결된 8개의 D Flip-flop을 일괄적으로 Reset 상태로 만드는 것입니다. 입력이 A와 B로 나누어져 있는 이유는 A와 B를 AND gate를 거치게 함으로써 A는 D Flip-flop의 Data input으로, B는 Enable처럼 사용할 수 있기 때문입니다.

• 2. 존슨 카운터

  존슨 카운터는 마지막 D Flip-flop의 보수 출력이 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력으로 피드백 연결되는 구조를 가지고 있습니다. 이러한 구조의 시프트 레지스터는 상태가 특정한 순서로 변하기 때문에 카운터로서 기능을 수행할 수 있습니다.

• 3. 링 카운터

  링 카운터의 경우 마지막 D Flip-flop의 Q 출력이 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력으로 피드백 연결됩니다. 나머지 중간 단에서의 구조는 존슨 카운터와 동일합니다. 이러한 피드백 연결 구조를 가지는 시프트 레지스터는 상태가 특정한 순서로 변하는 주기성을 가지는 루프를 형성하게 됩니다.

• 4. 초기화 과정

  초기화하는 방법은 여러 가지가 있지만, 우선 마지막 D Flip-flop의 Q 출력을 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력으로 피드백 연결하기 전에 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력을 0으로 하고 그 값을 여러 번 시프트함으로써 Q0 ~ Q3의 상태를 Reset 상태로 만들 수 있습니다. 이후 첫 번째 D Flip-flop의 (PRE)'에 Active 입력 신호를 줌으로써 Set 상태로 만들 수 있습니다.

• 5. 기본 실험 (1)

  직렬로 연결된 D Flip-flop이 같은 클록 신호를 공유하고 있기 때문에 하나의 클록 신호에 동기화되어 있고, 트리거 에지가 발생할 때마다 각각의 D Flip-flop에서의 입력 값을 읽어서 오른쪽으로 한 칸씩 시프트 해주기 때문에 실험 결과와 같이 나타납니다.

• 6. 기본 실험 (2)

  8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 datasheet LOGIC DIAGRAM을 확인해보면 직렬로 연결된 D Flip-flop이 같은 클록 신호를 공유하고 있기 때문에 하나의 클록 신호에 동기화되어 있고, 기본 실험 (1)과 마찬가지로 트리거 에지가 발생할 때마다 각각의 D Flip-flop에서의 입력 값을 읽어서 오른쪽으로 한 칸씩 시프트 해주기 때문에 실험 결과와 같이 나타납니다.

• 7. 응용 실험 (1)

  존슨 카운터는 마지막 D Flip-flop의 보수 출력이 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력으로 피드백 연결되고, 이렇게 직렬 출력이 직렬 입력과 피드백으로 연결되는 구조를 가지는 시프트 레지스터는 클록 신호의 트리거 에지가 발생할 때마다 레지스터의 상태가 특정한 순서로 변하게 되므로 실험 결과와 같이 나타납니다.

• 8. 응용 실험 (2)

  링 카운터의 경우 마지막 D Flip-flop의 Q 출력이 첫 번째 D Flip-flop의 D 입력으로 피드백 연결됩니다. 따라서 각각의 D Flip-flop의 상태가 클록 신호의 트리거 에지가 발생할 때마다 오른쪽으로 한 칸씩 시프트 되는데 피드백 연결 구조를 가지기 때문에 레지스터의 상태가 변하는 특정한 순서가 주기성을 가지는 루프를 형성하게 됩니다.

• 9. 응용 실험 (3)

  8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164를 이용해서 8-bit 존슨 카운터를 구현하고 결과를 확인하는 실험이기 때문에 bit 수가 늘어난 점만 제외하면 응용 실험 (1)과 같기 때문에 실험 결과와 같이 나타납니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164

  The 8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164 is a fundamental digital logic circuit that is widely used in various electronic systems. It allows for the conversion of serial data into parallel data, which is essential for many applications such as data storage, signal processing, and digital communication. The 74164 shift register is a versatile component that can be easily integrated into larger circuit designs and provides a reliable and efficient way to manage and manipulate digital data. Its simplicity, flexibility, and robust performance make it a valuable tool for both hobbyists and professional engineers working in the field of digital electronics.

• 2. Ring Counter

  The ring counter, also known as the circular shift register, is a type of digital counter circuit that is widely used in various electronic applications. It is characterized by its unique counting sequence, which is generated by a shift register with the output of the last stage fed back to the input, creating a circular counting pattern. The ring counter is particularly useful in applications where a specific counting sequence is required, such as in display drivers, stepper motor control, and various types of logic circuits. Its simplicity, reliability, and versatility make it a valuable tool in the field of digital electronics. The ring counter is often used in conjunction with other digital logic circuits to create more complex and sophisticated systems.

• 3. Basic Experiment (1)

  The basic experiment (1) is an essential part of the learning and understanding process in the field of digital electronics. These experiments typically involve the construction and testing of simple digital circuits, such as logic gates, flip-flops, and counters. By performing these experiments, students and engineers can gain hands-on experience with the fundamental building blocks of digital systems, and develop a deeper understanding of how they function. The basic experiment (1) provides a solid foundation for more advanced topics in digital electronics, and helps to reinforce the theoretical concepts learned in the classroom. These experiments are often conducted using breadboards, digital logic ICs, and basic test equipment, allowing for a flexible and interactive learning environment. The successful completion of the basic experiment (1) is a crucial step in the development of digital electronics expertise.

• 4. Applied Experiment (1)

  The applied experiment (1) represents a significant step forward in the exploration of digital electronics. This type of experiment typically involves the application of the knowledge and skills acquired from the previous basic experiments to more complex and real-world scenarios. The applied experiment (1) may focus on the integration of various digital components, such as shift registers, counters, and logic gates, to create a functional system or device. This could include the design and implementation of a simple digital control system, a data processing unit, or a signal generation circuit. By engaging in these applied experiments, students and engineers can develop a deeper understanding of how digital electronics can be used to solve practical problems and create innovative solutions. The successful completion of the applied experiment (1) demonstrates a growing proficiency in the field of digital electronics and prepares the learner for even more advanced and challenging projects.

• 5. Applied Experiment (3)

  The applied experiment (3) represents the culmination of the learner's journey in the exploration of digital electronics. This type of experiment typically involves the application of digital circuits and systems to the most complex and real-world scenarios, often with a focus on practical applications, problem-solving, and innovation. The applied experiment (3) may involve the integration of multiple digital components, such as microcontrollers, sensors, actuators, and communication interfaces, to create a sophisticated and functional system or device. This could include the design and implementation of a digital control system for a robotic or automation application, a data acquisition and processing unit for a scientific or industrial application, or a communication interface for a networked system. By engaging in these advanced applied experiments, students and engineers can develop a deep and comprehensive understanding of how digital electronics can be used to solve complex problems and create innovative solutions. The successful completion of the applied experiment (3) demonstrates a mastery of digital electronics and prepares the learner for even more advanced and challenging projects in the field.