홍익대 디지털논리실험및설계 9주차 예비보고서 A+

문서 내 토픽

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

8-bit Serial-in Parallel-out Shift Register 74164의 회로도에서 MR'는 D Flip-flop의 clear와 연결되어 회로를 reset 시킨다. Active-LOW이므로 MR'이 0이 되면 모든 Q값이 0을 출력하고, 1이 되면 정상적인 Shift Register으로 작동한다. 입력은 A와 B로 나누어져 있는데, 이는 A와 B 중 하나의 입력을 Enable처럼 이용하기 위해서이다. A에 GND를 연결하면 B의 입력에 관계없이 D는 0을 입력받아 0을 출력하고, A에 Vcc를 연결하면 B의 입력에 따라 출력값이 달라진다.
2. 링 카운터

링 카운터는 Serial-in Parallel-out Shift Register의 마지막 출력을 다시 처음 입력으로 받는 순환 회로이다. 하나의 출력값이 HIGH, 나머지 출력값은 LOW로 기본 설정한 후 사용한다. 결과는 1000->0100->0010->0001->1000으로 네가지 출력상태가 반복된다. n개의 플립플롭은 n개의 출력상태를 나타낼 수 있어 4bit 보다 더 큰 링 카운터로도 확장할 수 있다.
3. 존슨 카운터

존슨 카운터는 링 카운터의 다른 버전으로 트위스트 링 카운터라고도 불린다. 존슨 카운터는 링 카운터와 다르게 마지막 출력을 뒤집은 Q'를 다시 입력으로 받는다. 따라서 8가지의 출력상태가 나오게 되고, n개의 bit로 확장하면 2n개의 출력상태를 만들어낼 수 있다.
4. 응용 실험 (2) 링 카운터 초기화

응용 실험 (2)의 링 카운터를 초기화하기 위해서는 하나의 출력만 1을 출력하고 나머지는 0을 출력해야 한다. D Flip-flop으로 이루어진 회로이므로 PRE'(강제 Set. Q가 1을 출력하도록 함)와 CLR'(강제 Reset. Q가 0을 출력하도록 함)을 이용하여 초기화할 수 있다. PRE'와 CLR'이 Active-LOW이므로 첫 번째 D Flip-flop의 PRE', CLR'에 0,1을 입력하여 PRE를 활성화시키고 나머지 2,3,4번째 D Flip-flop에는 1,0을 입력하여 CLR을 활성화시켜 0을 출력하도록 한다.
5. 기본실험 (1) 4-bit 시프트 레지스터

D Flip-flop을 이용하여 결선한 4-bit Serial-in Parallel-out 시프트 레지스터는 CLK가 0->1이 될 때마다 D가 Q0으로 출력되고 Qn의 출력이 Qn+1의 출력이 된다.
6. 기본실험 (2) 8-bit 시프트 레지스터

기본실험(1)에서 D Flip-flop을 이용하여 결선한 8-bit 시프트 레지스터와 결과는 동일하다.
7. 응용실험 (1) 존슨 카운터

첫 번째 Flip-flop의 입력으로 마지막 Flip-flop의 반전된 출력이 들어간다. 따라서 Q3'가 CLK가 상승할 때마다 Q1로 출력된다. n-bit의 존슨 카운터는 2n-bit의 상태를 반복한다.
8. 응용실험 (2) 링 카운터

Q3의 출력이 첫 번째 Flip-flop의 입력으로 들어가므로 Q3이 Q1로 출력된다. 따라서 n-bit의 링카운터는 n-bit의 상태를 반복한다.
9. 응용실험 (3) 존슨 카운터

존슨 카운터는 마지막 FF의 출력의 반대값이 첫 번째 FF의 입력으로 들어갔으므로 QH에 NOT 게이트를 연결한 후 입력에 넣었다. 결과는 응용 실험 (1)의 존슨 카운터와 동일하다.

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, making it a valuable tool for both hobbyists and professional engineers. Its ability to shift data in a sequential manner, while maintaining the parallel output, makes it a crucial component in many digital systems.
2. Johnson Counter

The Johnson counter, also known as the Moebius counter, is a type of digital counter that is similar to the ring counter but with a slightly different configuration. Instead of having the output of the last flip-flop connected to the input of the first, the Johnson counter has the complement of the last flip-flop's output connected to the input of the first. This arrangement allows the counter to cycle through a specific sequence of states, with two flip-flops being active at any given time. Johnson counters are often used in applications where a specific sequence of events needs to be triggered, such as in digital displays, stepper motor control, and various other digital systems. Their unique design and behavior make them a valuable tool in the field of digital electronics.
3. 4-bit Shift Register Basic Experiment

The 4-bit shift register basic experiment is a fundamental exercise in digital electronics that allows students and hobbyists to gain a deeper understanding of the principles and applications of shift registers. By constructing and testing a simple 4-bit shift register circuit, participants can learn about the basic functionality of these devices, including serial-in parallel-out and parallel-in serial-out operations. This experiment provides a hands-on learning experience that reinforces the theoretical concepts covered in digital electronics courses, and it serves as a stepping stone for more advanced projects involving shift registers and other digital logic components. The 4-bit shift register basic experiment is a valuable tool for developing practical skills and problem-solving abilities in the field of digital electronics.
4. Johnson Counter Application Experiment

The Johnson counter application experiment is a valuable exercise that allows participants to explore the practical implementation and use of this type of digital counter. By constructing and testing a Johnson counter circuit, students and hobbyists can gain a deeper understanding of its unique behavior and potential applications. The experiment may involve integrating the Johnson counter with other digital logic components, such as displays or control systems, to demonstrate its practical use in real-world scenarios. This hands-on experience reinforces the theoretical concepts learned in digital electronics courses and provides a foundation for more advanced projects involving counters and digital control systems. The Johnson counter application experiment is a valuable tool for developing practical skills and problem-solving abilities in the field of digital electronics, particularly for those interested in the design and implementation of digital control systems.
5. Johnson Counter Application Experiment

The Johnson counter application experiment is a valuable exercise that allows participants to explore the practical implementation and use of this type of digital counter. By constructing and testing a Johnson counter circuit, students and hobbyists can gain a deeper understanding of its unique behavior and potential applications. The experiment may involve integrating the Johnson counter with other digital logic components, such as displays or control systems, to demonstrate its practical use in real-world scenarios. This hands-on experience reinforces the theoretical concepts learned in digital electronics courses and provides a foundation for more advanced projects involving counters and digital control systems. The Johnson counter application experiment is a valuable tool for developing practical skills and problem-solving abilities in the field of digital electronics, particularly for those interested in the design and implementation of digital control systems.

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2025.05.04 · 공학/기술

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2023.03.21· 6페이지