실험 - Gate와 Flipflop을 이용한 comparator & counter & 7-segment 구현

소개

기본적인 Gate들과 Flipflop을 이용하여 counter와 7-segment LED 를 구현하는 실험의
준비과정에 대한 리포트입니다.
(엘레베이터 층수처럼 여러개의 LED 조각으로 숫자를 만드는 것이 7-segment LED 입니다.
0~9까지 카운터)

실험실에서는 이 자료만으로 실험을 할 수 있도록,
gate, flip flop들의 특성,
디자인 과정, 그리고 회로도까지 포함하고 있습니다.
디자인 과정은 K-map을 통한 minimization, truth table 등을 담고 있습니다.

빵판에 여러개의 gate, flip-flop, 7-segment LED를 꽂아서 구현할 수도 있고,
보드에 납땜해서도 구현할 수 있습니다.

최종 A+ 받은 자료입니다.

목차

1. Purpose of the lab
2. Experiment & result
[Flip Flop]
1) Asynchronous 3-bit Ring Up Counter
2) Synchronous 3-bit Self- Starting Up Counter
3) Adjustment of Counter & 7 Segment
3. Examination
1) Compare the merits and the demerits of R-S, J-K, D, T flip-flop.
2) J-K Flip-flop
3) D Flip-flop
3) D Flip-flop
4) Find another method to simplify Boolean function . [Quine-McCluskey method & Espresso method]
4. After experiment
5. Reference

본문내용

1. Purpose of the lab
이번 실험의 목표는 크게 Combinational logic circuit에 대한 이해, Karnaugh map을 이용한 Boolean function을 간소화, 그리고 flip- flop 동작을 이해하고 이를 바탕으로 간단한 Digital logic circuit을 구현하는 것이었다.

이 목표를 위해 실험에서는 다음 네 가지를 제약조건 하에 여러 단계를 거쳐 구현 했다.

1) Magnitude Comparator

위의 동작을 진리표로 만들고, K-map을 이용해서 가장 간단한 Boolean function을 구한다. 구현에는 Inverter와 2input & 3-input NAND 게이트만을 사용할 수 있다.

2) BCD- to 7 segment display code converter
BCD로 0-9까지 입력하면, 7 segment에 이에 해당하는 Decimal 숫자가 나타나도록 회로를 설계하는 것이다.
K-map을 이용하여 Boolean Function을 구하고 inverter, 2input & 3input NAND, 2input AND 게이트만을 이용해서 회로를 디자인한다.

3) Synchronous & asynchronous counter
두 counter 모두 3bit의 input을 갖는다. Synchronous counter는 0-1-3-4-6-0-1-3-∙∙∙의 순서로 디자인 하고, 예의의 input 2,5,7의 경우도 고려한다. Asynchronous counter에는 0-1-2-3-4-5-6-7-0-1-2∙∙∙ 의 순서로 upward & ring counter 를 디자인한다.
K-map을 이용하여 Boolean Function을 구하고Synchronous counter는 D flip-flop, asynchronous counter는 J-K flip-flop을 사용해서 구현한다. 사용 가능한 component는 inverter, 2input & 3input NAND, 2input AND 게이트이다.

참고자료

· 없음