비동기식 10진 카운터 설계 결과 보고서(MOD-10 Counter)

소개

- JK Flip-Flop, FND507, 7447, NE555, NAND Gate를 이용하여 비동기식(MOD -10) 카운터회로를 구성한 후, 구형파 펄스 발생 IC인 NE555를 이용하여 Clock Pulse를 주어, 10진 카운터가 출력되는 비동기식 10진 카운터(MOD-10) 설계를 한다.

1. NE555의 사용과 비동기식 10진 카운터(MOD-10)회로에 관련된 이론을 조사한다.
2. 비동기식 10진 카운터(MOD-10)를 Proteus 프로그램을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 동작을 확인한다.
3. NE555 회로와 비동기식 10진 카운터(MOD-10) 각 부분에 대한 회로를 구성한 후 완성된 비동기식 10진 카운터(MOD-10)를 구성한다.
4. Breadboard에 NE555 회로를 구성한 뒤, Oscilloscope를 통해 동작 확인 후, 비동기식 10진 카운터(MOD-10)회로 구성한 후, 7447을 이용하여 FND507에 10진 카운터가 동작되는지 확인한다.
5. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 및 Breadboard 결과를 확인하여 구성된 비동기식 10진 카운터(MOD-10) 회로가 기 설계된 회로의 결과와 일치하는지 확인한다.
6. 만약 설계에 문제가 있을 경우 문제를 도출하고 해결책을 찾는다.
6. 최종 결과물을 도출해내고 결론을 분석한다.

목차

1. 명제
2. 설계 목적
3. 설계 순서
4. 사용 기기 및 부품
5. Block Diagram
6. 각 부분의 회로 구성
7. 소자값 계산
8. 회로 연결
9. 컴퓨터시뮬레이션
10. 최종측정
11. 영향
12. 결론
13. 참고문헌
첨부. Data Sheet

본문내용

1. NE555 발진 회로
 
콘덴서 ct의 전압을 2번 핀 TG에 이용하는 것으로 트리거는 전원전압의 1/3보다 낮으면 유효하기 때문에 ct의 전압이 낮으면 타이머가 스타트 한다. ct는 6번핀 Th에도 접속되어 있어서 Th는 ct의 전압이 전원 전압의 2/3을 넘으면 타이머를 정지 시키는 기능이 있으며 타이머의 기동중 r1 과 r2를 통해 ct를 충전한다. 이 기간은 3번 핀 OYT는 High가 된다. 타이머가 정지중인 7번 핀 DIS가 0V가 되기 때문에 ct의 전압은 r2를 통해 방전 됩니다. 결국 ct의 전압이 전원 전압의 1/3 이하가 되면 타이머가 스타트하여 2/3 이상 되면 정지하는 동작을 영구히 반복한다.
발진 주기는 타이머 동작 시간(출력=H)은 0.693 이며 타이머 정지 시간(출력=L)은 로 각각 계산 할 수 있다. 둘다 r2를 포함 하지만 동작시간은 r1이 가산되기 때문에 출력이 High가 되는 시간과 Low가 되는 시간의 비를 1로 할 수 없으며 High<Low로 할 수 없다.
위 회로에서 주기는 출력이 H가 되는 시간이 1M+10K로 1010와 1로부터 약 0.699초, 출력이 L가 되는 시간은 1000K와 1에서 0.693초와 계산 할 수 있다.
따라서 구성된 회로는 다음과 같다.

2. MOD-10 카운터
(1) MOD-10 카운터
MOD-10 카운터는 첫 번째 플립플롭의 CP(clock pulse) 입력에만 클록펄스가 입력되고, 다른 플립플롭은 각 플립플롭의 출력을 다음 플립플롭의 CP 입력으로 사용한다. 즉, 플립플롭의 출력 전이가 다른 플립플롭을 트리거 시키는 원인으로 작용한다.
비동기 카운터는 리플(ripple) 카운터라고도 부르고, 카운터에서 구별되는 상태의 수가 m일 때 modulo-m의 카운터라고 한다.
비동기 카운터는 J-K 플립플롭 또는 T 플립플롭을 사용하여 구성한다.
설계할 비동기(MOD-10) 10진 카운터(BCD 카운터, Decade Counter)는 0에서 9까지의 카운트를 반복하고, BCD 카운터를 구성하려면 4개의 플립플롭이 필요하다. 16개의 상태 중에서 10개의 상태만을 사용한다.
- 상 태 표 -

참고자료

· - IC 응용 및 설계, 이영훈 저, 상학당.
· - IC 응용설계 및 실험, 이영훈 저, 상학당.
· - 전자통신전공실험, 김인태 저, 상학당.
· - Electronic Fumdamentals & Applications, Englewood Cliffs, Ryder John D 저.