실험2. 논리프로브 구성-PPT를 통한 결과보고서 발표.1. 인사 및 조원소개2. 결과 보고서 발표“ ‘논리프로브 구성’ 결과 발표를 맡은 mmm 라고 합니다.”-첫 번째로 저희 조는 실험 목표, 사용부품에 대한 설명, 관련 이론그리고 실험실시를 순차적으로 설명 후 결과값을 보고하도록 하겠습니다.-이번 실험의 목표는우선 , 7404 인버터를 사용한 간단한 논리 프로브를 구성하고제작된 논리프로브를 이용한 회로 테스트와 가상적 결함에 대한고장진단을 하는 것입니다.마지막으로 디지털 멀티미터와 오실로스코프를 사용한 논리레벨측정 및 유효한 입력 논리레벨과의 비교를 하는 것입니다.-실험에 사용될 부품에 대하여 설명드리겠습니다.7404 hex 인버터LED 2개신호용 다이오드 2개저항 330Ω 3개, 2.0㏀ 1개1㏀ 전위차계(potentiometer) 가 사용됩니다.-7404 hex 인버터이것은 이번 실험에서 사용할 7404인버터입니다.핀은 위 부분의 패인 홈의 왼쪽으로부터 시작하여 반시계 방향으로 번호가 매겨집니다.다음은 위 인버터의 연결다이어그램입니다.-논리프로브이번 실험의 논리프로브는 단지 논리 프로브의 사용법과 직접 회로의 연결 방법을 보이기 위해 설계한 간단한 형태의 프로브이다.프로브에 아무것도 연결되지 않은 상태에서는 위 부분의 인버터는 2.0㏀을 통해 HIGH가 인가되어 최종적으로 HIGH가 되고아래부분의 인버터는 330Ω을 통해 LOW가 인가되어 최종적으로 HIGH가 되어 두 LED 모두가 켜지지 않습니다.프로브를 5V에 연결하면 위 쪽 부분은 인버터들을 거치면서 최종적으로 HIGH가 되어 LOW LED에 불이 켜지지 않습니다. 아래 쪽 부분은 인버터들을 거치면서 최종적으로 LOW가 되어 HIGH LED에 불이 켜집니다.다음으로 프로브를 접지에 연결하면 위 쪽 부분은 인버터들을 거치면서 최종적으로 LOW가 되어 LOW LED에 불이 켜집니다. 아래 쪽 부분은 인버터들을 거치면서 최종적으로 HIGH가 되어 HIGH LED에 불이 켜지지 않습니다.-임계전압 측정이젠 이전 회로를 이용하여 논리프로브의 HIGH와 LOW의 임계전압을테스트 하겠습니다. 그림과 같이 논리 프로브를 1㏀가변저항에 연결하고저항값을 변화시켜 HIGH와 LOW임계 전압을 찾아보겠습니다.오른쪽으로 돌리게 되면 다음과 LED가 뜨며 멀티미터를 통해 LOW 임계전압을 알 수 있게 됩니다.왼쪽으로 돌리게 되면 다음과 LED가 뜨며 멀티미터를 통해 HIGH 임계전압을 알 수 있게 됩니다.-다음과 같이 트랜지스터 입력 논리레벨 사양에 매우 가까움을 관찰할 수 있습니다.-7404칩에는 전원을 공통으로 사용하지만 독립된 6개의 인버터들이 있습니다.우선 3번과 4번 사이의 인버터를 테스트 해보겠습니다.HIGH를 입력하게 되면 다음과 같이 최종적으로 LOW LED 가 점등됩니다.개방의 경우 무효상태이긴 해도 게이트의 입력에서 논리 HIGH 의 역할을 하게 되어 최종적으로 LOW LED 가 점등됩니다.LOW 를 입력하게 되면 다음과 같이 최종적으로 HIGH LED 가 점등됩니다.-2개 직렬 인버터다음은 3번과 4번 그리고 5번과 6번 사이의 인버터를 직렬로 연결하였을 때의 상태입니다.HIGH를 입력하게 되면 다음과 같이 최종적으로 HIGH LED 가 점등됩니다.개방의 경우 무효상태이긴 해도 게이트의 입력에서 논리 HIGH 의 역할을 하게 되어 최종적으로 HIGH LED 가 점등됩니다.LOW 를 입력하게 되면 다음과 같이 최종적으로 LOW LED 가 점등됩니다.-엇갈려 연결된 인버터다음은 3번과 4번 그리고 5번과 6번 사이의 인버터를 엇갈린 형태로 연결하였을때의 상태입니다.입력된 신호는 첫 번째 인버터에 의해 반전된 뒤, 다음 인버터를 통해 재반전되어 원래의 입력 논리레벨로 되돌아갑니다. 이 때 입력을 제거하면 회로는 안정된 상태에 머무르게 됩니다.우선 입력을 접지에 접촉한 경우 논리프로브에 HIGH가 인가되어 최종적으로 HIGH LED가 켜지게 됩니다.다음 입력을 5.0V에 접촉한 경우 논리프로브에 LOW가 인가되어 최종적으로 LOW LED가 켜지게 됩니다.-결함 회로(5번핀 개방)방금 전의 회로에서 5번핀에 연결된 선을 제거하여 결함을 발생시킨 후 입력 3번핀을 접지에 접촉시킨 후 출력을 다음과 같이 변경하며 각각의 논리레벨을 측정하겠습니다.3번 핀의 경우 논리프로브에 LOW가 인가되어 최종적으로 LOW LED가 켜지게 됩니다.4번 핀의 경우 논리프로브에 HIGH가 인가되어 최종적으로 HIGH LED가 켜지게 됩니다.5번 핀의 경우 입력이 제거된 상태로 회로는 안정된 상태에 머무르게 됩니다.6번 핀의 경우 논리프로브에 LOW가 인가되어 최종적으로 LOW LED가 켜지게 됩니다.-결함 회로(5번핀 개방)방금 전의 회로의 각각의 실제 전압을 오실로스코프와 멀티미터로 측정하겠습니다.3번 핀의 경우 논리프로브에 디지털 멀티미터 0V, 오실로스코프 1.32mV가 측정됩니다.4번 핀의 경우 논리프로브에 디지털 멀티미터 3.115V, 오실로스코프 3.12V가 측정됩니다.5번 핀의 경우 논리프로브에 디지털 멀티미터 1.186V, 오실로스코프 1.20V가 측정됩니다.6번 핀의 경우 논리프로브에 디지털 멀티미터 0V, 오실로스코프 1.38mV가 측정됩니다.이처럼 두 계측기의 차이가 발생하는 이유는일반적으로 오실로스코프의 경우 파형모양관찰이 그 목적이고 기본오차 5%정도에 눈으로 볼 때 위치에 의해 발생하는 오차까지 더하면 5~10%오차가 발생할 수 있고반면에 디지털 멀티미터의 경우 오차가 보통 0.2~0.5%정도라는 것을근거로 알 수 있습니다.비고 및 고찰이번 실험의 목적은 7404 인버터를 사용한 간단한 논리 프로브를 구성하여, 이를 이용한 회로 테스트 및 시험회로에서의 가상적 결함에 대한 고장진단, 디지털 멀티미터와 오실로스코프를 사용한 논리레벨 측정 및 유효한 입력 논리레벨과의 비교를 목적으로 실험을 시행하였다. 먼저 간단하게 논리 프로브를 구성한 뒤 동작하는지를 테스트 해보고 논리 프로브의 HIGH와 LOW 임계전압을 테스트하는데, 이때 주의할 점은 가변저항을 돌리게 되면 저항값이 변하게 되는데 값의 변화에 따라 LOW LED에 불이 들어오거나 HIGH LED에 불이 들어올 때 디지털 멀티미터를 사용하여 측정하면 될 것이다.
실험. 부울의 법칙 및 드모르간의 정리실험 목표1. 실험을 통한 부울 대수의 규칙 증명2. 부울 규칙 10과 11을 증명하는 회로 설계3. 실험을 통해 3-입력 변수의 회로들에 대한 진리표를 작성하고드모르간의 정리를 이용하여 이들이 대수적으로 등가인가를 증명사용 부품4071 quad 2-입력 OR 게이트4069 hex 인버터4081 quad 2-입력 AND 게이트LED 1개4비트 DIP스위치1.0KΩ 저항 4개0.1μF 커패시터 3개-실험 순서1. 다음의 회로를 구성하라.전원전압은 +5.0v로 설정하고 모든 IC의 Vcc와 접지 사이에 0.1μF의 커패시터를 연결 한다.- 커패시터는 스위칭 전류 스파이크가 IC내로 흐르는 것을 방지하는 역할을 한다.펄스 발생기의 출력을 10KHz, 0~+4v로 설정한다.아날로그 스코프를 사용하고 있다면 한 채널에만 트리거를 맞추도록 한다.그렇지 않을 경우 타이밍 오류가 발생할 수 있다.2. 다음의 회로를 구성하라.3. 다음의 회로를 구성하라.4. 다음의 회로를 구성하라.5. 법칙 10을 보여주는 회로를 설계한다.-펄스발생기는 입력 A를 대변하기 위해 사용되고 입력 B쪽에는 스위치를 사용한다.스위치 B개방은 B=1에 해당되고 스위치 단락은 B=0에 해당된다.6. 법칙 11을 보여주는 회로를 설계한다.부울 대수의 기본 법칙
실험. 논리게이트-1실험 목표1. 실험을 통한 NAND, NOR 및 인버터 게이트의 진리표 작성2. NAND와 NOR 게이트를 이용한 다른 기본 논리 게이트의 구성3. ANSI/IEEE 표준 91-1984 논리 기호의 사용7400 quad 2-입력 NAND 게이트7402 quad 2-입력 NOR 게이트1.0kΩ 저항사용 부품-실험 순서1. 7400 quad 2-입력 NAND 게이트와 7400 quad 2-입력 NOR 게이트의 IC 각각에는 4개의 게이트들이 포함되어 있다. Vcc와 접지를 해당 핀에 연결하라. 가능한 모든 입력의 조합을 연결하여 NAND 게이트와 NOR 게이트 각각 하나씩 테스트하라.-논리 1은 1KΩ의 직렬저항을 통해 연결하고, 논리 0은 접지에 직접 연결하라.출력전압 측정에는 디지털 멀티미터를 사용하라.2. 아래 그림과 같이 회로를 구성하라.입력에 0과 1을 연결하고 각 경우의 출력전압을 측정하라.3. 아래 그림과 같이 회로를 구성하라.- 이 회로는 아무 데에도 쓸모가 없는 것으로 생각될 수 있으나, 실은 버퍼로 사용될 수 있다. IC 내에서의 증폭으로 인해 버퍼는 보다 큰 드라이브 전류를 제공한다.4. 아래 그림과 같이 회로를 구성하라.- 이 회로의 진리표는 기본 게이트 중 하나의 진리표와 동일함을 주목하라.5. 아래 그림과 같이 회로를 구성하라.# 이번 실험에서는 NAND와 NOR 게이트 및 이들 게이트의 몇 가지 조합에 대한 진리표를 시험한다. 어떤 두 개의 진리표가 동일하다면 그에 해당되는 논리회로도 등가라는 사실을 숙지하여야 한다.실험. 논리게이트-2실험 목표1. 실험을 통한 OR 및 XOR의 진리표 작성2. 펄스 파형을 이용한 OR 및 XOR 논리 게이트의 테스트3. OR 및 XOR 게이트를 이용한 4비트 2진수의 1의 보수 또는 2의 보수를 취하는회로 구성4. 가상적 결함에 대한 보수 회로의 고장진단7432 quad OR 게이트 1개7486 quad OR 게이트 1개LED 4개저항: 330Ω 9개, 1.0kΩ 1개4비트 DIP 스위치 1개SPST 스위치 1개 (결선으로 대치 가능)사용 부품2-입력 OR 게이트 진리표 XOR 게이트 진리표입력출력ABX000011101110입력출력ABX000011101111-실험 순서1. 7432 quad 2-입력 OR 게이트와 7486 quad 2-입력 XOR 게이트의 IC 각각에는 4개의 게이트들이 포함되어 있다. Vcc 와 접지를 해당 핀에 연결한 후, 가능한 모든 입력의 조합을 연결하여 7432의 OR 게이트와 7486의 XOR 게이트를 각각 하나씩을 테스트한다. 논리 1은 1K 의 직렬저항을 통해 연결하고, 논리 0은 접지에 직접 연결한다.- 출력전압 측정에는 디지털 멀티미터를 사용한다.2. 옆 그림과 같이 회로를 구성한다.2번 핀에는 펄스발생기로부터의 TTL 펄스를 연결하고 주파수를 1KHz 로 설정하고 S₁개방 상태에서 입력과 출력 파형을 동시에 관찰한다.S₁을 닫고 입력과 출력 파형을 관찰한다.- XOR 게이트는 주어진 파형의 선택적 반전을 가능케 하는 매우 유용한 기능을 가지고 있다.3. 옆 그림과 같이 회로를 구성한다.OR 게이트와 XOR 게이트의 조합을 사용하는회로를 테스트한다.이 회로의 목정은 XOR 게이트의 선택적 반전기능 을 이용하여 4비트 2진수의 1의 보수 또는
실험2. 논리프로브 구성실험 목표1. 7404 인버터를 사용한 간단한 논리 프로브 구성2. 제작된 논리프로브를 이용한 회로 테스트3. 시험회로에서의 가상적 결함에 대한 고장진단4. 디지털 멀티미터, 오실로스코프를 사용한 논리레벨 측정및 유효한 입력 논리레벨과의 비교7404 hex 인버터LED 2개신호용 다이오드 (1N914 또는 동급) 2개저항 330Ω 3개, 2.0㏀ 1개1㏀ 전위차계(potentiometer)사용 부품-실험 순서1. 표시된 핀 번호를 보고 간단한 논리 프로브 회로를 구성한다.*LED와 신호용 다이오드는 방향성이 있으므로 연결시 주의.2. 프로브를 +5.0V에 연결해 본 뒤, 가시 접지에 연결하여 회로를 테스트한다.*프로브에 아무 것도 연결되지 않았을 때는 어느 LED도 켜지지 않아야 한다.3. 논리 프로브의 HIGH와 LOW 임계전압을 테스트한다.-논리 프로브를 1㏀ 가변저항에 연결한다.4. 7404칩의 3번과 4번 핀 사이의 인버터를 테스트한다.-논리프로브를 출력(4번 핀)에 연결하고 입력이 LOW(접지),개방,HIGH(+5V)일 때의 출력 논리레벨을 관찰.5. 2개의 인버터를 직렬(cascade)로 연결한다.-논리 프로브를 두 번째 인버터의 출력(6번 핀)에 연결하고LOW, 개방, HIGH일 때의 출력 논리레벨을 관찰.6. 2개의 인버터를 엇갈린 형태로 연결한다.(메모리 소자의 기본 형태인 래치회로)*입력신호는 우선 위쪽의 인버터에 의해 반전된다. 그리고 아래쪽 인버터에 의해다시 반전 되어 원래의 입력레벨로 되돌아간다. ⇒ feedback 신호*입력을 제거하면 피드백 신호는 입력이 변하는 것을 방지하고, 회로는 안정된상태에 머무른다.7. 논리프로브를 래치회로의 출력(4번핀)에 연결한다.-잠시동안 입력(3번 핀)을 접지에 접촉한다.-잠시동안 입력을 +5.0V에 접촉시켜라.8. 회로에서 5번 핀(아래쪽 인버터의 입력)에 연결된 선을 제거하여 결함을 발생시킨다.
논리 프로브 구성 전기전자실험 (2) 조원 : 최근재 , 정인혁 , 이상혁목 차실험 목표 7404 인버터를 사용한 논리 프로브 구성 제작된 논리프로브를 이용한 회로 테스트 시험회로에서의 가상적 결함에 대한 진단 디지털 멀티미터 , 오실로스코프를 사용한 논리레벨 측정사 용 부 품 7404 hex 인버터 LED 2 개 신호용 다이오드 (1N914 또는 동급 ) 2 개 저항 330Ω 3 개 , 2.0㏀ 1 개 1㏀ 전위차계 ( potentiometer)관련이론 7404 hex 인버터관련이론 논리 프로브 HIGH HIGH HIGH LOW HIGH LOW HIGH HIGH +5V HIGH LOW GND LOW HIGH LOW실험 : 임계전압 측정 0.435 1.687실험 : 임계전압 측정실험 : 인버터 테스트 단일 인버터 HIGH HIGH LOW HIGH LOW LOW HIGH LOW HIGH실험 : 인버터 테스트 2 개 직렬 인버터 HIGH HIGH LOW HIGH LOW HIGH HIGH LOW LOW HIGH LOW LOW HIGH실험 : 인버터 테스트 엇갈려 연결된 인버터 GND HIGH HIGH LOW HIGH LOW +5V LOW HIGH LOW HIGH실험 : 인버터 테스트 결함 회로 (5 번핀 개방 ) GND LOW HIGH LOW HIGH LOW HIGH HIGH LOW HIGH HIGH HIGH LOW HIGH LOW HIGH결함 회로 전압 측정 오실로 스코프와디지털 멀티미터 0.000 3.115 1.32mV 3.12V 1.20V 1.186 1.38mV 0.000비고 및 고찰조원 참여도 총 투자시간 : 14 시간 Meeting : 총 3 회 ( 회당 1 시간 ) 파워포인트 제작 소요시간 : 8 시간 브레드 보드 재실험 : 총 2 회 ( 회당 : 1 시간 30 분 )경청해 주셔서 감사합니다 .{nameOfApplication=Show}