예비 보고서(23. 계수기 회로)1) JK flip-flop에서 입력이 J=K=1일 때 토글 동작이 되는 이유를 설명하라.JK flip-flop은 위와 같이 구성되는데, 이 때 J와 K에 1을 넣으면 AND 게이트의 진리표에 따라서 Q가 1이면 1이 나오고 그 값이 다시 NOR 게이트에 들어가게 되는데 이 때 Q가 1이면 1값이 NOR 게이트에 들어가므로 다른 값에 상관없이 0이 Q로 출력되고, 이 출력된 0이 아래 NOR게이트에 들어가서bar{Q}는 1이 출력되어 각 값이 뒤집힌 값으로 바뀌게 된다.같은 방법으로 하면 Q가 0일 때도 뒤집혀 나오는 것을 알 수 있다.따라서 J = K = 1 인 경우에는 Q값이 0이면 1로, 1이면 0으로 바뀌게 된다. 이 때 이 현상을 ‘토글’이라 한다.2) JK flip-flop의 토글 동작에 의해 계수기의 동작이 이루어지는 이유를 고찰하라.계수기가 위와 같이 구성되어 있다고 가정하고Q _{0}와Q _{1}이 처음에 0,0으로 설정되어 있다고 하자. 이 상태에서 CP가 들어가면, CLK에 버블이 있으므로 하강 엣지에서 플립플롭이 동작하게 되고, J,K에 각 각 5V씩 즉 1,1이 입력되므로 출력Q _{0}는 토글 동작을 하게 된다. 이 때Q _{0}는 0으로 처음에 설정했으므로 1이 되고, 이 1이 다음 JK플립플롭으로 들어가면 버블에 의해 0으로 입력되므로Q _{1}은 0 그대로 유지되게 된다. 따라서Q _{0}Q _{1}은 00에서 01로 바뀌게 된다. 같은 방법으로 하면 클럭이 들어갈 때 마다 00에서 01로, 01에서 10으로, 10에서 11으로 그리고 다시 00으로 가게 되는데, 이런 방식으로 JK플립플롭의 토글 동작을 이용하여 계수기를 구성할 수 있다.
실험결과보고서실험 22. flip-flop 회로1.실험이론-NOR함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY001010100110-NAND함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY001011101110-NOR 게이트를 이용한 RS flip-flop의 회로구성 및 진리표1)회로구성2)진리표입력출력RSQbar{Q}00Qbar{Q}0110100111XX-NAND 게이트를 이용한 RS flip-flop의 회로구성 및 진리표1)회로구성2)진리표입력출력RSQbar{Q}00XX0110100111Qbar{Q}2.과정이 실험은 원래 RS, JK, D flip-flop을 모두 실험해 보려 하지만 JK와 D는 RS에 추가적으로 회로를 구성한 것이므로 가볍게 RS flip-flop만 실험해 본다.1) NOR 게이트를 이용한 RS flip-flop의 진리표를 작성한다.(이 때, R-0,S-0 같은 경우엔 Q값이 유지되므로 초기 값을 모르므로 R-0,S-1 입력부터 한 뒤에 실행하여 값을 비교해본다.)2) NAND 게이트를 이용한 RS flip-flop의 진리표를 작성한다.(이 때, R-1,S-1 같은 경우엔 Q값이 유지되므로 초기 값을 모르므로 R-1,S-0 입력부터 한 뒤에 실행하여 값을 비교해본다.)3.결과R[V]S[V]Q[V]bar{Q}[V]004.2770.196054.2630.173050.1804.221550.1950.189-NOR 게이트를 이용한 RS flip-flop의 진리표-NAND 게이트를 이용한 RS flip-flopR[V]S[V]Q[V]bar{Q}[V]004.1774.193054.2260.181050.1814.185550.1894.2794. 고찰이 실험을 통해서 RS flip-flop의 진리표를 확인 할 수 있었고, Q값이 유지되는 성질을 이용하기 위해선 초기 값을 미리 정해주고 사용해야 한다는 것을 알았다. 또 진리표와 비교해 보았을 때 실험 결과 값이 제대로 나왔음을 알 수 있다. 또 이를 이용하여 JK 플립플롭이나 D 플립플롭도 구성하여 실험 할 수 있을 것이다.
예비 보고서(22. flip-flop 회로)1) RS flip-flop (NOR Gate 사용)에서 입력 R = S = 1 일 때 출력이 금지 상태가 되는 이유를 고찰하라.NOR 게이트를 사용한 RS flip-flop은 위 그림과 같이 구성되는데, 이 때 R과 S에 1을 넣게 되면 NOR의 진리표에 따라 입력 값 둘 중 하나라도 1이면 출력이 0이므로 Q와bar{Q}는 모두 0이 된다. 이 때, Q와bar{Q}는 서로 보수관계가 성립하지 않으므로 금지 상태가 된다.2) RS flip-flop (NAND Gate 사용)에서 입력 R = S = 0 일 때 출력이 금지 상태가 되는 이유를 고찰하라.NAND 게이트를 사용한 RS flip-flop은 위 그림과 같이 구성되는데, 이 때 R과 S에 0을 넣게 되면 NAND의 진리표에 따라 입력 값 둘 중 하나라도 0이면 출력이 1이므로 Q와bar{Q}는 모두 1이 된다. 이 때, Q와bar{Q}는 서로 보수관계가 성립하지 않으므로 금지 상태가 된다.3) JK flip-flop에서 입력조건 J = K = 1인 경우 출력에서 나타나는 현상을 설명하라.JK flip-flop은 위와 같이 구성되는데, 이 때 J와 K에 1을 넣으면 AND 게이트의 진리표에 따라서 Q가 1이면 1이 나오고 그 값이 다시 NOR 게이트에 들어가게 되는데 이 때 Q가 1이면 1값이 NOR 게이트에 들어가므로 다른 값에 상관없이 0이 Q로 출력되고, 이 출력된 0이 아래 NOR게이트에 들어가서bar{Q}는 1이 출력되어 각 값이 뒤집힌 값으로 바뀌게 된다.같은 방법으로 하면 Q가 0일 때도 뒤집혀 나오는 것을 알 수 있다.
실험결과보고서실험 21. De Morgan의 법칙1.실험이론De Morgan법칙이란 부울함수에서 사용되는 규칙으로 다음과 같은 두 법칙이 있다.법칙1:bar{A+B} = bar{A} BULLET bar{B} 법칙2:bar{A BULLET B} = bar{A} + bar{B}-NOT함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력AY0110-NOR함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY001010100110-NAND함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY*************.과정이 실험은 원래 NOT, NOR, NAND 함수들을 이용하여 드모르간 법칙을 확인하는 실험이나 간략하게 NOR함수와 NAND함수의 IC칩들을 사용하여 입력 값에 따른 출력 값을 확인하고 그 진리표를 작성하는 정도 까지만 하기로 한다.1) NOR과 NAND IC칩을 이용하여 진리표를 작성한다.3.결과A[V]B[V]Y[V]004.50050.186050.186550.186-NOR-NANDA[V]B[V]Y[V]004.52054.30054.30550.1734. 고찰이 실험을 통해서 NOR과 NAND IC칩을 사용하는 법을 알고, IC칩의 구조를 알 수 있었다. 또 실험준비를 하며 드모르간 법칙이 무엇인지 알 수 있었다. 실험 결과 값도 진리표와 비교해 보니 맞아서 제대로 실험했음을 알 수 있었다.
예비 보고서(21. De Morgan의 법칙)1) NOT, NOR 및 NAND 논리함수의 진리표 및 회로 기호를 작성하라.-NOT함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력AY0110-NOR함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY001010100110-NAND함수의 회로 기호 및 진리표1)회로기호2)진리표입력출력ABY*************) 부록에서 74LS04, 74LS00 및 74LS02의 내부 기능들을 확인하라.14번에V _{CC}를 걸고 7번을 접지를 하고 1,2-3//4,5-6//13,12-11//10,9-8의입력, 입력-출력 의 관계를 가진다는 것을 알 수 있었다.(74LS04같은 경우에는 1-2//3-4//5-6//13-12//11-10//9-8 의 입력-출력 관계)그 외에 내부에 다이오드로 만든 회로도를 보고 구조를 이해 할 수 있었다.3) De Morgan의 법칙에 의하여 게이트가 변환(NOR에서 AND로, NAND에서 OR로)됨을 확인하고 이를 고찰하라.1) 법칙1:bar{A+B} = bar{A} BULLET bar{B} 왼쪽 항은 NOR이므로 진리표는입력출력ABY001010100110위와 같다.오른쪽 항은 보면 (NOT A)AND(NOT B)인데, 이를 보면 A에 0, B에 0을 입력하면 AND에 들어가는 입력 값은 NOT0,NOT0 즉, 1,1 이 되어 출력 값은 1이 나오게 된다.같은 방법으로 A에 0, B에 1을 입력하면 1,0이 입력이 되어 출력 값은 0이 나오게 되고 A에 1, B에 0을 입력하면 0,1이 입력이 되어 출력 값은 0, A에 1, B에 1을 입력하면 0,0이 되어 출력 값은 0이 되게 되어 위의 NOR의 진리표와 같게 된다.2) 법칙2:bar{A BULLET B} = bar{A} + bar{B}입력출력ABY001011101110왼쪽 항은 NAND이므로 진리표는 위와 같다.오른쪽 항은 보면 (NOT A)OR(NOT B)인데, 이를 보면 A에 0, B에 0을 입력하면 OR에 들어가는 입력 값은 NOT0,NOT0 즉, 1,1 이 되어 출력 값은 1이 나오게 된다.같은 방법으로 A에 0, B에 1을 입력하면 1,0이 입력이 되어 출력 값은 1이 나오게 되고 A에 1, B에 0을 입력하면 0,1이 입력이 되어 출력 값은 1, A에 1, B에 1을 입력하면 0,0이 되어 출력 값은 0이 되게 되어 위의 NAND의 진리표와 같게 된다.