2015년 2학기 PULSE 4 전자물리실험 13-카운터, 디코더, FND 회로 - DSU 메카트로닉스 융합공학부 -

실험주제 10진 계수기 특성 실험 2. 실험 관련 기초 이론 2.1 디지털 회로의 클럭(clock) 펄스 BCD-to-7 segment display 디코더 특성 실험 7 segment display 특성 실험 2. 실험 관련 기초 이론 2.1 디지털 회로의 클럭(clock) 펄스 디지털회로에서 클럭 펄스는 논리 ‘0’과 ‘1’(혹은 전압레벨 ‘High'와 ’Low')을 규칙적으로 반복하는 전압파형이고 주파수는 이다. 디지털 회로는 클럭 입력 단자에 클럭 펄스가 인가된 후 클럭 펄스의 상향에지(rising edge) 혹은 하향에지(falling edge)에서 동작한다. 클럭 입력 단자에 전압파형이 인가되지 않거나 입력 파형의 변화가 없으면 디지털 회로의 출력은 변화가 없게 된다.

2.2 십진 계수기(decade counter)

2.2 십진 계수기(decade counter) RESET SET

2.3 7-segment 표시기 십진수 0~9를 7개의 LED(혹은 LCD)의 조합으로 표시하는 것을 7-segment display(표시기)라고 하며, 일상생활에서 흔히 볼 수 있다. 7-segment 표시기는 FND라고도 많이 불리는데 flexible numeric display의 약자이다. 소수점을 포함하는 경우 총 LED는 8개가 되고 양극을 공통으로 묶은 CA(common anode) 타입과 음극을 공통으로 묶은 CC(common cathode) 타입이 있다.

2.4 BCD-to-7-segment 디코더(decoder)

[그림] 1자리 스탑워치(stop watch) 회로 구성도

Q0(12) Q1(9) Q2(8) Q3(11) 220 옴 74LS90 (14) 5V 5V 5V 클럭펄스 (신호발생기)

IC(BCD-to-7 segment decoder) 3. 실험 장비 및 부품 실험장비 디지털 멀티미터 1대 직류전원공급기 (5V) 디지털 오실로스코프 1대(프로브 2개) 신호발생기 부품 IC (decade counter) 74LS90 1개 IC(BCD-to-7 segment decoder) 74LS47 저항 220[Ω] 2개 LED Red (or yellow, green) 4개 7 segment display (FND) Common Anode type

4.1 함수(신호)발생기로 클럭펄스 만들기 ② ① - 신호발생기의 출력을 오실로스코프로 보면서 1 Hz 클럭펄스를 만든다. 0 V 5 V - 신호발생기의 출력을 오실로스코프로 보면서 1 Hz 클럭펄스를 만든다. 주파수범위 1, 출력파형은 구형파이고, ① 교류의 크기를 피크-피크가 5V 되도록 한 후 ② 직류 오프셑을 2.5V인가하여 0V와 5V를 오가는 클럭펄스를 만든다. ② ①

Master Set 1,2(6,7번)을 Low(접지)시킨다. 4.2 십진계수기 특성 실험 74LS90 - IC에 인가하는 전원은 5V 고정 전원을 사용한다. Q0(12번)를 CP1(1번)에 연결한다. Master Set 1,2(6,7번)을 Low(접지)시킨다. Master Reset 1,2(2,3번)을 High(5V)에 연결하여 IC 7490을 리셑상태로 하라. 출력 Q3, Q2, Q1, Q0에는 각각 LED를 연결하고 공통으로 묶은 후 220옴 저항을 직렬로 연결하라. 신호발생기의 출력(클럭펄스)을 7490의 입력(14번 단자, CP0)으로 연결하라. 7490이 계수상태가 되도록 MR1,2(2,3번)을 Low(접지)에 연결하라. 계수기의 출력변화를 확인한 후 표에 기입하라.

LED 점등여부 계수기 출력의 10진수 변환 (0 ~ 9) Q3 Q2 Q1 Q0 제작된 회로의 사진을 촬영하고 제시하라.

4.3 7-segment display 특성 실험 공통단자(3번, 8번)에 220옴을 연결하고 5V 전원을 인가한다. A,B,C,D,E,F,G,DP 각각에 5V 혹은 접지를 연결하여 다이오드의 정상동작여부를 확인한다.

4.4 BCD-to-7 segment display decoder 특성 실험 BCD 신호를 D,C,B,A 포트로 입력하였을 때, 7447 decoder가 정상적으로 동작하는 지 FND출력으로 확인하라. BCD 입력 FND출력 D C B A 1 220 옴 5V

1 Hz 클럭펄스를 counter에 인가한 후, counter와 decoder가 정상적으로 동작하는 지 FND출력으로 확인하라. 0에서 9까지 반복적으로 계수. Q0(12) Q1(9) Q2(8) Q3(11) 220 옴 74LS90 (14) 5V 5V 5V 클럭펄스 (신호발생기)