제목 : 디지털회로실험 11 특수코드 카운터(예비)조 : 3조목적(1) 동기식 카운터의 한 종류인 여러 가지 코드 카운터의 동작원리와 구조를 이해한다.(2) 상태 할당에 따른 여러 가지 코드 카운터의 설계방법을 익힌다.기본이론동기식 카운터의 설계 방법으로 우선 설계하고자하는 회로의 상태도를 작성한 후 각 상태에 Filp Flop의 상태를 할당하는 상태 할당을 수행한다. 일반적으로 2진 카운터의 경우는 한 비트씩만 증가되도록 상태 할당을 수행한다.예를들어 3비트 카운터의 경우 000->001->010->011->100->101->110->111->000의 순서로 변환하게 된다.따라서 상태 할당에 따라 카운터의 종류가 구분될 수 있다.디지털 회로에서 사용되는 대표적인 코드로서 Binary 코드 외에 ASC11코드, Excess-3코드, BCD코드, Gray 코드 등이 있다. Excess-3 코드는 3-초과 코드로도 불리며 Binary코드에 3(11)을 더한 값을 출력해 내는 코드이다. 또한 BCD 코드는 10진수를 2진 코드로 되어 있는 코드로서 10진수의 10을 초과 할 경우 하나의 비트가 늘어나게 된다. Gray 코드는 한번의 변화에 하나의 비트만 변하는 코드이다. 표11-1은 Binary코드와 Excess-3코드, Gray코드, BCD코드를 나타낸 것이다.Binary코드Excess-3코드Gray코드BCD코드A B C DA B C DA B C DA B C D E0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 10 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 0 00 0 0 10 0 1 10 0 1 00 1 1 00 1 1 10 1 0 10 1 0 01 1 0 01 1 0 11 1 1 11 1 1 01 0 1 01 0 1 11 0 0 11 0 0 00 0 0 0 00 0 0 0 10 0 0 1 00 0 0 1 10 0 1 0 00 0 1 0 10 0 1 1 00 0 1 1 10 1 0 0 00 1 0 0 11 0 0 0 01 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 11 0 1 0 01 0 1 0 1표 11-1 각종 코드다음은 3비트 Gray카운터의 설계순서이다.Gray 코드는 한번에 한 비트씩만 변하는 코드로 다음과 같은 순서로 되어 있다.000->001->011->010->110->111->101->100->000........현재 상태다음 상태A B CA ^{+} B ^{+} C ^{+}J _{A} K _{A} J _{B} K _{B} J _{C} K _{C}0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 0
디지털 회로실험 - 실험 9 비동기 카운터(결과)◆ 실험 일자 : 2016. 9. 231. 실험 결과clock의 수ABC10진수**************************1*************90000표 9-1clock의 수ABC10진수1**************************1*************1117표 9-2clock의 수ABC10진수**************************101570014표 9-3clock의 수ABCD10진수**************************0*************0*************1*************표 9-42. 실험 후 고찰이번 금일 실험은 비동기식 카운터의 회로를 구성하여 CLOCK의 수의 변화와, 증가함에 따라 출력이 감소하는지, 증가하는지 변화를 확인해보는 실험이었다. 앞서 배운 내용은 비동기식 카운터는 직렬 카운터, 그와 반대로 동기 카운터는 병렬 카운터라고도 불리며, 비동기식 카운터는 앞단에서 신호가 오지 않으면 동작하지 않지만, 동기식 카운터는 모든 플립플롭에서 동시에 작동을 할 수 있기 때문에 출력을 쉽게 낼 수가 있는 것이다. 그리하여 비동기 카운터는 동기식 카운터 회로에 비해 간단하지만, 신호가 지연되어 속도가 느린 단점이 있는 회로라는 점을 배웠다. 회로를 구성하는 데에 있어서 지금 보면 회로를 이해할 수 있지만, 실험할 당시엔 아직 미숙한 점이 많아서, 시간이 많았음에도 불구하고 실험을 더 하다 귀가하였다.2진 (증가, 감소)리플 카운터는 각각 0이나 7부터 시작하여 증가하거나 감소하는 것을 실험을 통해 도출해낼 수 있었는데, 이것으로 보아 3개의 플립플롭을 사용한 2진 리플 카운터가 계수할 때 가질 수 있는 총 출력 상태는 8개라는 것을 알 수 있다. 즉 다시 해석해 보면 N개의 플립플롭을 사용하면 2의 N승 가지의 출력이 나올 수 있다는 것이다.실험하면서 회로를 잘 연결한 것 같은데 결과 값이 잘 안 나왔던 실험은 1번인데, B의 값이 변화가 없어서 당황스러웠다. 회로도가 잘못되었다 해서 보니 clear와 preset 어디로 들어가는지가 바뀌어서 연결을 잘못했던 것이다. 회로도가 잘못되었던 것과 더불어 플러스 마이너스 값을 정해주지 않아서 그런 실수가 나왔던 것이다. 조교님께서 회로도를 다시 띄어 주셔서 바뀐 회로도를 보고 회로를 수정해보니 결과 값이 잘 도출되었다.
