08 논리회로설계실험 예비보고서(카운터)

목차

1. 실험 목표
2. 예비 이론
3. 실험 내용
4. 출처 (Reference)
5. 고찰

본문내용

1. 실험 목표
카운터의 개념과 종류에 대해 학습하고, VHDL을 이용하여 각 카운터를 설계한다.

2. 예비 이론
(1) 카운터
어떤 이벤트(event)의 발생을 나타내는 입력 신호를 카운트하고, 그 값을 출력하는 순차회로 모듈
플립플롭들의 수와 연결 방식에 따라, 카운트 할 수 있는 최대값이 결정된다.
카운트 된 값을 나타내는 2진 비트 수만큼의 플립플롭들과 게이트들로 구성된다.
동작 방식에 따라서 비동기식 카운터와 동기식 카운터로 나뉜다.
- 비동기식 카운터(asynchronous counter)
공통 클록을 사용하지 않기 때문에, 플립플롭들의 동작시간이 서로 일치하지 않는 카운터이다. 하나의 플립플롭 출력이 결정되면, 다음 플립플롭이 그 값을 받아 동작을 수행한다.
플립플롭들은 직렬로 연결되어 있고, 입력 펄스는 첫 번째 플립플롭의 클록입력으로만 입력되며, 그 플립플롭의 출력이 다음 플립플롭의 클록 입력에 연결되고, 이와 같은 방식이 반복된다.
플립플롭 결과들은 순차적으로 트리거되기 때문에, 플립플롭의 상태변화가 서로 다른 시간에 발생한다.

<중 략>

(2) 링 카운터
첫단 플립플롭의 출력은 2단으로, 2단 플립플롭의 출력은 3단으로 연결되어 마지막단 플립플롭의 출력이 첫단으로 되돌아 가도록 연결하면 플립플롭이 하나의 고리모양으로 연결되므로 이와 같은 형식의 카운터를 링카운터라고한다.
링카운터에서는 1자리는 1상태이며, 나머지의 모든 자리는 0상태로 되고 트리거에 따라서 1상태는 다음 플립플롭으로 옮겨진다. 카운터 출력 중 오직 한 출력만 1이 발생하므로 카운터 값을 디코딩하지 않아도 10진 변환이 가능하다.

(3) 존슨카운터
존슨카운터는 동일한 수의 플립플롭을 가지고 링카운터의 2배의 출력을 나타내기 위해 사용되는 회로이다. 링카운터의 마지막단에서 출력을 끄집어 내어 첫단의 입력과 엇갈리게 결합시켜 놓는다.
링카운터는 N개의 플립플롭으로 2N가지의 상태를 나타낼 수 있다.

참고 자료

논리회로설계 수업자료 ‘카운터설계’