Introduction to Lab. Instruments CSED273-Digital Sys. Design Introduction to Lab. Instruments 2016. 03. 25

Lab. Instruments 디지털 시스템 설계 실습을 위해 필요한 장비 Breadboard (빵판) Power supply (전원 공급 장치) Digital multimeter (디지털 멀티미터) Oscilloscope (오실로스코프) Function generator (함수 생성기) Digital Logic Lab 빵판 + 회로 검사 도구 + 간단한 전원 공급 장치 및 함수 생성기 Soldering tools 인두기 및 납땜 보조 도구

Breadboard Breadboard의 유래 Breadboard의 기능 초기 전자회로 연구자들이 나무 판(빵을 자르던 도마)에 압정을 꽂아 전자회 로 기판을 대체하여 사용한 데서 유래 Breadboard의 기능 Soldering (납땜)없이 손쉽게 회로를 구성할 수 있도록 함 실제 기판에 회로를 납땜하기 전, 회로의 기능 test 와 debugging 수행

Breadboard – 구성 구성 C: TTL chip 등과 같은 전자부품을 설치하기 위한 홈 P1, P2: 5 V 전원 ((+)극)을 연결하는 가로선 N1, N2: 접지 (Ground, (-)극)를 연결하는 가로선 V (각 세로줄) Wired socket: 전선을 이용하여 회로 구성 한 세로줄을 이루는 socket은 서로 연결됨 한 V에 두 개 이상을 연결하는 경우, 병렬 연결이 됨 V P1 N1 C P2 N2

Breadboard – 내부 회로 구성 내부 회로 구성 P1, P2 N1, N2 V 전원의 (+)극과 연결 P1, P2의 모든 wired socket은 (+)극 신호 (positive digital logic으로 1)를 가짐 N1, N2 전원의 (-)극과 연결 N1, N2의 모든 wired socket은 (-)극 신호 (positive digital logic으로 0)를 가짐 V 모든 세로줄은 같은 신호 공유

Breadboard – 사용법 P1, P2 & N1, N2를 각각 (+), (-)극과 연결 Chip은 C의 양쪽에 걸치도록 꽂음 Chip의 +5 V, GND에 해당하는 다리를 (+), (-)와 연결 Chip의 각 다리들과 서로 연결되어 있는 V socket들을 활용하여 회로를 구성 Chip의 입/출력 정보는 데이터 시트 확인 (+) (Switch #1) (-) C Chip (+) (-) (Switch #2)

Digital Multimeter 각종 전자, 전기적 특성을 측정할 수 있는 장비 전압 (직류 및 교류) 저항, 교류에서는 impedance (임피던스) 전압 및 저항 측정 시, 멀티미터를 병렬 연결 기존 회로에서 선을 빼서 연결 전류 전류 측정 시, 멀티미터를 직렬 연결 기존 연결 부위를 분리해서 가운데 연결 두 개의 probe를 모두 꽂아 사용 (+)극에 빨간색, (-)극에 검은색을 꽂는 것이 일반적

Oscilloscope 전자기 신호의 출력 파형 확인을 위한 장치 Probe를 꽂아 사용 측정하고자 하는 출력 파형의 frequency와 amplitude에 따라 scaling 필요 디지털 실험에서는 사용 용도가 많지는 않음 납땜이 필요한 전자회로 점검에는 종종 사용 본 실습에서는 Sequential circuit의 디버깅(debugging)에 사용 Probe

Function Generator Digital logic에서 function의 용도: Input Sine wave (정현파), Sawtooth (삼각파), Square wave (구형파) 등 시간에 따른 다양한 입력의 조합을 만들어 사용 Clock generator로도 사용이 가능함 Threshold of “High” Threshold of “Low” 디지털 회로 Input 1 1 1 1

Digital Logic Experiment Kit Breadboard + Debugging Tool Output 확인용 LED 전압계, 전력계 전원부 Hi-Z End 가변저항 가변 저항 Clock Generator AC 전원, 부저 기본적인 빵판의 블록들 외에, 좌측 상단에 빵판에서 제공하는 전원 소켓이 있다. 가로 라인을 여기에 연결하면, 외부전원 없이도 실험을 할 수 있다. 빵판 위쪽에는 출력을 테스트할 수 있는 소켓과 LED가 있어, +5V의 출력이 나오면 LED에 불이 들어오고, 0V의 출력이 나오면 LED에 불이 꺼진다. 만약, +5V일 때 LED가 꺼지게 하고 싶으면 옆에 있는 Cathod/Anode 스위치를 반대로 하면 된다. LED의 출력들은 다시 7-Segment LED에 숫자 형태로 출력되게 된다. 빵판 아래쪽에는 스위치로 +5V/0V를 바꿀 수 있는 입력 단자와 스위치가 준비되어 있어, 입력의 True/False를 바꾸려 할 때마다 전선을 바꿔주는 불편을 덜 수 있다. 참고로, 입력단자와 출력단자는 빵판 전원에 연결되어 있으므로, 회로의 전원을 빵판전원이 아닌 외부 전원을 이용하면 동작하지 않는다. 빵판의 우측에는 Clock generator가 있어 Clock회로 없이도 Clock(1과 0이 주기적으로 들어오는 입력)을 얻을 수 있다. 버튼 스위치(눌린 도중에는 1, 손을 떼면 0) Rising-up, rising-down 스위치 ON-OFF Switch

Lab Exercises Digital Logic Lab 장비에 있는 5 V 출력의 Volatage 측정 실험실에 있는 unknown 저항 하나의 값을 멀티미터(multimeter)를 사용하여 측정 ＂저항 읽는 법＂ 을 검색하여 얻어진 값과 비교 함수 생성기(function generator)에서 100 Hz의 구형파(square wave)를 5 V로 출력 오실로스코프(oscilloscope)로 출력했을 때 파형 관찰 No reports in orientation!