장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상...

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-1- 논리회로 9 MSI 디코더 9-1 입력의 이진수 어떤 값 에 해당하는 출력을 활성화 - ( ) 일반적인 디코더 회로 - 개의 입력과 개의 출력 N M 입력에 대하여 N 2 N 개의 입력 조합으로 M 2 N 입출력에 버블 -> low active 입력 출력 코드를 진수로 변환 BCD-to-decimal decoder : 4 , 10 BCD 10 - 3-to-8 decoder 3-line-to-8-line decoder, binary-to-octal decoder/converter, 디코더 1-of-8 입력 Enable 디코더의 모든 출력을 - 활성 비활성화 / 디코더의 - : 3-to-8 입력 게이트를 전부 입력 3 AND 4 게이트로 하고 AND 번째 입력에 입력 4 enable , 를 인가하면 E , 이면 정상 디코더 동작 E=1 이면 모든 출력은 E=0 0

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Page 1: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 1 -

장 논리회로9 MSI

디코더9-1

입력의 이진수 어떤 값 에 해당하는 출력을 활성화- ( )

일반적인 디코더 회로-

개의 입력과 개의 출력N M

입력에 대하여N 2N개의

입력 조합으로 M 2le N

입출력에 버블 -gt low active

입력 출력 코드를 진수로 변환BCD-to-decimal decoder 4 10 BCD 10

- 3-to-8 decoder

3-line-to-8-line decoder

binary-to-octal decoderconverter

디코더1-of-8

입력Enable

디코더의 모든 출력을-

활성 비활성화

예 디코더의- 3-to-8

입력 게이트를 전부 입력3 AND 4

게이트로 하고AND

번째 입력에 입력4 enable

를 인가하면E

이면 정상 디코더 동작E=1

이면 모든 출력은E=0 0

- 2 -

디코더- 74LS138

출력 출력NAND -gt active low

입력enable E1 E2(active low) E3 (active high)

즉 디코더가 활성화되려면 E1E2E3 = 001

예제 에서 다음과 같은 입력들에 의해 출력은lt 9-1gt 74LS138

(a) E3=E2=1 E1=0 A2=A1=1 A0=0

디코더가 비활성화되어 모든 출력은 상태high

(b) E3=1 E2=E1=0 A2=0 A1=A0=1

디코더는 활성화되어 입력의 이진값 에 해당하는A 011 O3 출력만 가 되고 low

다른 출력은 모두 상태high

예제 디코더의 확장 개의 과 인버터를 사용하여lt 9-2gt 4 74LS138

디코더를 구성1-of-32

디코더는 디코더 즉 개의 입력이 필요1-of-32 5-to-32 5

- 3 -

을 개 사용 출력은 개 의 출력을74138 4 8 x 4 = 32 rename

의 원래입력과74138 E3E2E1 를 이용하여 입력 5 A4A3A2A1A0 생성

의 각 소자 는74138 (Z1 - Z4) A4A3에 인가된 신호가 각각 일 때00 01 10 11

순차적으로 그 디코더를 활성화하게되고 이때의 A2A1A0값에 따라 출력 신호 중

하나만 활성화

디코더BCD-to-decimal 7442

- output low active

무효입력 출력이 모두 비활성- BCD ==gt high ( )

디코더 디코더- 4-to-10 1-of-10

- 4 -

진 디코더 구동기BCD-to-10 TTL 7445

출력 큰 전류를 흘릴 수 있다open collector lt- (30V 80mA sink)

램프 릴레이 모터 등을 직접 구동LED

그외 디코더

디코더 또는 디코더excess-3 to decimal decimal to Ex-3bull

코드를 십진수로 변환 또는 역변환Ex-3 ( )

코드 Ex-3 Binary (0-9) + 3 ==gt 0011 (0) ~ 1100 (9)

( 538 )10 ==gt (1000 0110 1011)Ex-3

코드는 의 보수를 쉽게 구하게 한다Ex-3 9

의 보수 코드에서 의 보수로 구해진다538 ==gt 461 Ex-3 1

(0111 1001 0100)Ex-3 ==gt ( 461)10

입력 가 라면DCBA Ex-3 D MSB

각 출력에 대한 논리식은

O0 = DCBA

O1 = DCBA

O2 = DCBA

변환기 또는 역 변환기Gray to binary ( )bull

코드를 입력받아 그에 대응하는 이진수 출력Gray

코드 각 코드간의 비트가 한 개씩만 변화 Gray

Gray to binary

D C B A

0 1 0 1 Gray 6

lt== XORdarr darr darr darr

0 1 1 0 Binary 6

1 0 1 1 Gray 13

lt== XORdarr darr darrdarr

1 1 0 1 Binary 13

Binary to Gray

w x y z

lt== XOR983083 983083 9830831 0 0 1 Binary 9

darr darr darr darr

1 1 0 1 Gray 9

lt== XOR983083 983083 9830830 1 1 1 Binary 7

darr darr darr darr

0 1 0 0 Gray 7

게이트 개를 이용하여 구성- XOR 3

D C B A Active output

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

Gray

D C B A

Binary

w x y z0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 1

0 0 1 0

0 1 1 0

0 1 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 0

1 0 1 0

1 0 1 1

1 0 0 1

1 0 0 1

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

- 5 -

디코더 응용

입력의 특정 조합에서 출력을 동작

연속적인 펄스를 갖는 카운터의 출력을 디코더 입력으로 연결 ==gt

디코더의 출력은 순차적으로 동작 특정한 시간에 ONOFF

진 카운터74293 16 ripple

카운터의 출력 순서에 따라 특정 출력이7445 low active

릴레이 스위치 또는 의 출력이 일 때active low K1 K2의 릴레이는 전류

를 흘려 접점 연결됨

다이오드 코일전류가 갑자기 중단될 때 발생되는 큰fly wheeling inductive kick

으로부터 디코더의 출력 트랜지스터 보호

디코더는 컴퓨터에서 메모리의 주소를 디코딩하는데 흔히 사용된다

세그먼트 디코더 구동기9-2 BCD-7-

세그먼트 에서 까지의 십진수 에서 까지의 진수 표시- 7 0 9 A F 16

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 2: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 2 -

디코더- 74LS138

출력 출력NAND -gt active low

입력enable E1 E2(active low) E3 (active high)

즉 디코더가 활성화되려면 E1E2E3 = 001

예제 에서 다음과 같은 입력들에 의해 출력은lt 9-1gt 74LS138

(a) E3=E2=1 E1=0 A2=A1=1 A0=0

디코더가 비활성화되어 모든 출력은 상태high

(b) E3=1 E2=E1=0 A2=0 A1=A0=1

디코더는 활성화되어 입력의 이진값 에 해당하는A 011 O3 출력만 가 되고 low

다른 출력은 모두 상태high

예제 디코더의 확장 개의 과 인버터를 사용하여lt 9-2gt 4 74LS138

디코더를 구성1-of-32

디코더는 디코더 즉 개의 입력이 필요1-of-32 5-to-32 5

- 3 -

을 개 사용 출력은 개 의 출력을74138 4 8 x 4 = 32 rename

의 원래입력과74138 E3E2E1 를 이용하여 입력 5 A4A3A2A1A0 생성

의 각 소자 는74138 (Z1 - Z4) A4A3에 인가된 신호가 각각 일 때00 01 10 11

순차적으로 그 디코더를 활성화하게되고 이때의 A2A1A0값에 따라 출력 신호 중

하나만 활성화

디코더BCD-to-decimal 7442

- output low active

무효입력 출력이 모두 비활성- BCD ==gt high ( )

디코더 디코더- 4-to-10 1-of-10

- 4 -

진 디코더 구동기BCD-to-10 TTL 7445

출력 큰 전류를 흘릴 수 있다open collector lt- (30V 80mA sink)

램프 릴레이 모터 등을 직접 구동LED

그외 디코더

디코더 또는 디코더excess-3 to decimal decimal to Ex-3bull

코드를 십진수로 변환 또는 역변환Ex-3 ( )

코드 Ex-3 Binary (0-9) + 3 ==gt 0011 (0) ~ 1100 (9)

( 538 )10 ==gt (1000 0110 1011)Ex-3

코드는 의 보수를 쉽게 구하게 한다Ex-3 9

의 보수 코드에서 의 보수로 구해진다538 ==gt 461 Ex-3 1

(0111 1001 0100)Ex-3 ==gt ( 461)10

입력 가 라면DCBA Ex-3 D MSB

각 출력에 대한 논리식은

O0 = DCBA

O1 = DCBA

O2 = DCBA

변환기 또는 역 변환기Gray to binary ( )bull

코드를 입력받아 그에 대응하는 이진수 출력Gray

코드 각 코드간의 비트가 한 개씩만 변화 Gray

Gray to binary

D C B A

0 1 0 1 Gray 6

lt== XORdarr darr darr darr

0 1 1 0 Binary 6

1 0 1 1 Gray 13

lt== XORdarr darr darrdarr

1 1 0 1 Binary 13

Binary to Gray

w x y z

lt== XOR983083 983083 9830831 0 0 1 Binary 9

darr darr darr darr

1 1 0 1 Gray 9

lt== XOR983083 983083 9830830 1 1 1 Binary 7

darr darr darr darr

0 1 0 0 Gray 7

게이트 개를 이용하여 구성- XOR 3

D C B A Active output

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

Gray

D C B A

Binary

w x y z0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 1

0 0 1 0

0 1 1 0

0 1 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 0

1 0 1 0

1 0 1 1

1 0 0 1

1 0 0 1

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

- 5 -

디코더 응용

입력의 특정 조합에서 출력을 동작

연속적인 펄스를 갖는 카운터의 출력을 디코더 입력으로 연결 ==gt

디코더의 출력은 순차적으로 동작 특정한 시간에 ONOFF

진 카운터74293 16 ripple

카운터의 출력 순서에 따라 특정 출력이7445 low active

릴레이 스위치 또는 의 출력이 일 때active low K1 K2의 릴레이는 전류

를 흘려 접점 연결됨

다이오드 코일전류가 갑자기 중단될 때 발생되는 큰fly wheeling inductive kick

으로부터 디코더의 출력 트랜지스터 보호

디코더는 컴퓨터에서 메모리의 주소를 디코딩하는데 흔히 사용된다

세그먼트 디코더 구동기9-2 BCD-7-

세그먼트 에서 까지의 십진수 에서 까지의 진수 표시- 7 0 9 A F 16

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 3: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 3 -

을 개 사용 출력은 개 의 출력을74138 4 8 x 4 = 32 rename

의 원래입력과74138 E3E2E1 를 이용하여 입력 5 A4A3A2A1A0 생성

의 각 소자 는74138 (Z1 - Z4) A4A3에 인가된 신호가 각각 일 때00 01 10 11

순차적으로 그 디코더를 활성화하게되고 이때의 A2A1A0값에 따라 출력 신호 중

하나만 활성화

디코더BCD-to-decimal 7442

- output low active

무효입력 출력이 모두 비활성- BCD ==gt high ( )

디코더 디코더- 4-to-10 1-of-10

- 4 -

진 디코더 구동기BCD-to-10 TTL 7445

출력 큰 전류를 흘릴 수 있다open collector lt- (30V 80mA sink)

램프 릴레이 모터 등을 직접 구동LED

그외 디코더

디코더 또는 디코더excess-3 to decimal decimal to Ex-3bull

코드를 십진수로 변환 또는 역변환Ex-3 ( )

코드 Ex-3 Binary (0-9) + 3 ==gt 0011 (0) ~ 1100 (9)

( 538 )10 ==gt (1000 0110 1011)Ex-3

코드는 의 보수를 쉽게 구하게 한다Ex-3 9

의 보수 코드에서 의 보수로 구해진다538 ==gt 461 Ex-3 1

(0111 1001 0100)Ex-3 ==gt ( 461)10

입력 가 라면DCBA Ex-3 D MSB

각 출력에 대한 논리식은

O0 = DCBA

O1 = DCBA

O2 = DCBA

변환기 또는 역 변환기Gray to binary ( )bull

코드를 입력받아 그에 대응하는 이진수 출력Gray

코드 각 코드간의 비트가 한 개씩만 변화 Gray

Gray to binary

D C B A

0 1 0 1 Gray 6

lt== XORdarr darr darr darr

0 1 1 0 Binary 6

1 0 1 1 Gray 13

lt== XORdarr darr darrdarr

1 1 0 1 Binary 13

Binary to Gray

w x y z

lt== XOR983083 983083 9830831 0 0 1 Binary 9

darr darr darr darr

1 1 0 1 Gray 9

lt== XOR983083 983083 9830830 1 1 1 Binary 7

darr darr darr darr

0 1 0 0 Gray 7

게이트 개를 이용하여 구성- XOR 3

D C B A Active output

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

Gray

D C B A

Binary

w x y z0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 1

0 0 1 0

0 1 1 0

0 1 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 0

1 0 1 0

1 0 1 1

1 0 0 1

1 0 0 1

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

- 5 -

디코더 응용

입력의 특정 조합에서 출력을 동작

연속적인 펄스를 갖는 카운터의 출력을 디코더 입력으로 연결 ==gt

디코더의 출력은 순차적으로 동작 특정한 시간에 ONOFF

진 카운터74293 16 ripple

카운터의 출력 순서에 따라 특정 출력이7445 low active

릴레이 스위치 또는 의 출력이 일 때active low K1 K2의 릴레이는 전류

를 흘려 접점 연결됨

다이오드 코일전류가 갑자기 중단될 때 발생되는 큰fly wheeling inductive kick

으로부터 디코더의 출력 트랜지스터 보호

디코더는 컴퓨터에서 메모리의 주소를 디코딩하는데 흔히 사용된다

세그먼트 디코더 구동기9-2 BCD-7-

세그먼트 에서 까지의 십진수 에서 까지의 진수 표시- 7 0 9 A F 16

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 4: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 4 -

진 디코더 구동기BCD-to-10 TTL 7445

출력 큰 전류를 흘릴 수 있다open collector lt- (30V 80mA sink)

램프 릴레이 모터 등을 직접 구동LED

그외 디코더

디코더 또는 디코더excess-3 to decimal decimal to Ex-3bull

코드를 십진수로 변환 또는 역변환Ex-3 ( )

코드 Ex-3 Binary (0-9) + 3 ==gt 0011 (0) ~ 1100 (9)

( 538 )10 ==gt (1000 0110 1011)Ex-3

코드는 의 보수를 쉽게 구하게 한다Ex-3 9

의 보수 코드에서 의 보수로 구해진다538 ==gt 461 Ex-3 1

(0111 1001 0100)Ex-3 ==gt ( 461)10

입력 가 라면DCBA Ex-3 D MSB

각 출력에 대한 논리식은

O0 = DCBA

O1 = DCBA

O2 = DCBA

변환기 또는 역 변환기Gray to binary ( )bull

코드를 입력받아 그에 대응하는 이진수 출력Gray

코드 각 코드간의 비트가 한 개씩만 변화 Gray

Gray to binary

D C B A

0 1 0 1 Gray 6

lt== XORdarr darr darr darr

0 1 1 0 Binary 6

1 0 1 1 Gray 13

lt== XORdarr darr darrdarr

1 1 0 1 Binary 13

Binary to Gray

w x y z

lt== XOR983083 983083 9830831 0 0 1 Binary 9

darr darr darr darr

1 1 0 1 Gray 9

lt== XOR983083 983083 9830830 1 1 1 Binary 7

darr darr darr darr

0 1 0 0 Gray 7

게이트 개를 이용하여 구성- XOR 3

D C B A Active output

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

O0

O1

O2

O3

O4

O5

O6

O7

O8

O9

Gray

D C B A

Binary

w x y z0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 1

0 0 1 0

0 1 1 0

0 1 1 1

0 1 0 1

0 1 0 0

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 0

1 0 1 0

1 0 1 1

1 0 0 1

1 0 0 1

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

- 5 -

디코더 응용

입력의 특정 조합에서 출력을 동작

연속적인 펄스를 갖는 카운터의 출력을 디코더 입력으로 연결 ==gt

디코더의 출력은 순차적으로 동작 특정한 시간에 ONOFF

진 카운터74293 16 ripple

카운터의 출력 순서에 따라 특정 출력이7445 low active

릴레이 스위치 또는 의 출력이 일 때active low K1 K2의 릴레이는 전류

를 흘려 접점 연결됨

다이오드 코일전류가 갑자기 중단될 때 발생되는 큰fly wheeling inductive kick

으로부터 디코더의 출력 트랜지스터 보호

디코더는 컴퓨터에서 메모리의 주소를 디코딩하는데 흔히 사용된다

세그먼트 디코더 구동기9-2 BCD-7-

세그먼트 에서 까지의 십진수 에서 까지의 진수 표시- 7 0 9 A F 16

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 5: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 5 -

디코더 응용

입력의 특정 조합에서 출력을 동작

연속적인 펄스를 갖는 카운터의 출력을 디코더 입력으로 연결 ==gt

디코더의 출력은 순차적으로 동작 특정한 시간에 ONOFF

진 카운터74293 16 ripple

카운터의 출력 순서에 따라 특정 출력이7445 low active

릴레이 스위치 또는 의 출력이 일 때active low K1 K2의 릴레이는 전류

를 흘려 접점 연결됨

다이오드 코일전류가 갑자기 중단될 때 발생되는 큰fly wheeling inductive kick

으로부터 디코더의 출력 트랜지스터 보호

디코더는 컴퓨터에서 메모리의 주소를 디코딩하는데 흔히 사용된다

세그먼트 디코더 구동기9-2 BCD-7-

세그먼트 에서 까지의 십진수 에서 까지의 진수 표시- 7 0 9 A F 16

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 6: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 6 -

각 세그먼트는 를 사용LED

각 세그먼트의 이름- a b c d e f g

세그먼트의 공통 단자에 따라 와- CA(common anode)

로 구분CC(common cathode)

세그먼트 디코더 구동기 또는- BCD to 7 TTL 7446 7447

비트 입력에 대한 진수 진수4 BCD 10 (16 ) display

출력이 형 세그먼트를 구동low active ==gt CA 7

구동 전류 세그먼트당- LED 10~40

예제 세그먼트 형태의 각 세그먼트는 정상적인 밝기에 대해lt 9-4gt 7 LED 27V

에서 동작된다 세그먼트당 를 흐르게 하는 전류 제한 저항 값을 구하라10 10 -

Rs = (5 - 27)V 10 mA = 230 Ω

액정 표시기9-3 (LCD Liquid Crystal Dispaly)

주변 빛이나 에 의하여 빛의 반사- back-lit

저전력 소모 응용 계산기 시계 휴대계측기 이동전화기 PDA

동작 전압 저주파수 저전류- AC ( 3 -15 Vrms) ( 25-60 Hz)

세그먼트형 디스플레이- 7 LCD

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 7: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 7 -

세그먼트와 사이에 값이 임계 전압 이하 인가되면 세그backplane rms (threshold )

먼트는 OFF(nonactivated)

입사파를 반사하여 를 보이지 않는다==gt background

임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다 ON ==gt

구동원리LCD

세그먼트와 사이에 역 위상의 전압 인가- backplane

동일위상 인가 세그먼트control=0 40 hz lt= off

역위상 인가 와 교대로 인가 세그먼트control=1 40 hz +5V -5V lt= on

세그먼트 디코더 구동- 7 IC

74HC4511 CMOS BCD-to-7

세그먼트 구동기

의 출력 을74HC4511 (active high)

신호로 사용control

출력이 이면 역위상으로 세그먼트high

ON

74HC4543 74HC4511 + XORs

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 8: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 8 -

Types of LCDs

세그먼트(1) 7 LCD

숫자외 글자 등 표시 +- battery-low

(2) Alpanumeric LCD

글자 글자 표시1-line-by-16 ~ 4-line-by-40

으로 많은 회사에서 생산VLSI chip

비트 코드를 데이터와 제어 선택 입력으로 글자의8 ASCII (register RW enable)

내용 위치 방향 타이밍 등을 조절

(3) Graphic LCD

글자 또는 그림으로 만들 수 있는 화소단위인 픽셀 사용(pixel)

및 의 제어row column matrix

고성능의 비디오 모션 제어 가능

데이터를 저장하기 위한 많은 메모리 포함

예 삼성 드라이버 글자 이동전화기에 사용 KS0723 65x132 TFT LCD 4 line

인코더9-4

디코더의 역 동작-

여러개의 입력 중 하나가 동작 입력에 따라 비트의 출력코드생성- N

일반적인 엔코더 입력 출력 엔코더- M N M-to-N M 2983043 N

엔코더 엔코더- Octal-to-binary 8-to-3

input active low

output active high

O2= A4+A5+A6+A7

O1= A2+A3+A6+A7

O0= A1+A3+A5+A7

A0 입력 floating

다른 모든입력이 일 때1 A0 입력에 상관없이 출력 000 lt- ambiguity 1

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 9: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 9 -

예제lt 9-5gt 와 가 동시에 일때 그림 의 인코더의 출력0 9-13

논리식에 따라 와 를 포함하는 모든 출력이 이 되므로 출력은1 111

이 결과는 입력의 어느 경우에도 맞지 않는 출력이다 lt- ambiguity 2

priority encoder

를 제거ambiguity 2

높은 자리수의 입력에 고순위 를 주어 두 개 이상 입력이 동시 인가되(high priority)

면 고순위 입력만 유효하게 한다

예제 경우9-5 만 유효하게 입력받아 출력은 101

74148 74LS148 74HC148 8-to-3 priority encoder

입력 및 출력은 모두 low active

출력은 을 제거 유효출력GS ambiguity 1 GS=0

와 는 확장 연결시 사용EI EO

엔코딩 입력에 상관없이 출력 코드EI=H =111 EO=H

엔코딩 입력의 유효 유무에 따라 와 결정EI=L GS EO

고순위 입력 인가시에 저순위 입력은 dontcare

의 확장 연결 엔코더- 74148 16-to-4 priority

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 10: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 10 -

decimal-to-BCD priority encoder 74147

진수를 코드로 변환 개 입력 개만사용 개 출력- 10 BCD 10 (9 ) 4

입력 및 출력- active low

스위치 인코더

을 이용하여 개의 키보드 입력을 받아7447 10

코드로 변환하는 회로BCD

예 스위치를 누르면 인가 개방하면 0 pullup

저항을 통해 에 연결1

두개 이상 스위치가 동시에 눌러지면 높은 자리

고순위 키로 처리( )

출력은 반전하여 정상 로 변환BCD

자리 수 를 입력받아 저장하는 회로 예3 BCD 그림 9-16

순차적으로 키보드로부터 진수 개를 받아들여 상태의 코드를 부여하고10 3 BCD

개의 레지스터에 저장3

Q0에서 Q11까지 개의 플립플롭에는 입력된 에 대한 코드가 저장12 D key BCD

Q8 ~ Q11은 첫번째로 들어오는 MSD Q4~ Q7은 두번째 Q0 ~Q3는 세번째로 입

력된 숫자 저장

는 링카운터 인코더의 데이터를 레지스터에 전송하기 위한 클럭 발생X Y Z lt-

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 11: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 11 -

멀티플렉서9-7 (multiplexer MUX) - Data Selector

여러 개의 데이터 입력 중 하나를

선택하여 출력

데이터 선택기- (data selector)

일반적인 MUX N-to-1

1 out of N

개의 입력 중 하나를 선택하기 위N

한 선택선 M N 2le M

2 input MUX

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 12: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 12 -

데이터 입력 I0 I1 선택입력 출력S Z =

S=0 Z = = [gate 2 enabled]

S=1 Z = = [gate 1 enabled]

4-input MUX

Z = S1S0I0 +S1S0I1

+S1S0I2 +S1S0I3

8-input MUX 74151 with enable input (low enable E)

개의 선택선3 S2S1S0 정규 및 반전 출력 Z Z

개의 을 사용한 회로- 2 74151 16-to-1 MUX

S3= 위의 동작0 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I7 - I0 중 하나를 출력

S3= 아래 동작1 74151 S2S1S0 값에 따라 입력 I15 - I8 중 하나를 출력

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 13: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 13 -

입력Quad 2 MUX 74157

개의 입력4 2 MUX

with low enable

비트 데이터의 연결회로4

에 많이 사용

멀티플렉서의 응용9-8

데이타 선택 데이타 라-

우팅 연산 순서 병렬 직렬 -

변환 파형 발생 논리기능

발생 등

데이타 라우팅

(data routing)

여러 소스 에서 오는(source)

데이터 중의 하나를 하나의

목적지로 연결

두 개의 여러자리- BCD

카운터를 같은 디스플레이

로 보여주는 회로

의 값이 에 나타남counter select = 1 counter1 BCD LED

의 값이 에 나타남counter select = 0 counter2 BCD LED

는 디코더 구동기들을 시분할하여 사용MUX

에서 전력 소모가 클 때 전력 감소 효과LED

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 14: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 14 -

병렬 직렬 변환- (parallel-to-serial conversion)

디지털 시스템의 내부에서는 병-

렬형태로 진 데이타 처리 속도2 lt-

증가

데이터를 원거리로 전송할 때는-

병렬 연결은 많은 수의 전송선이

요구 병렬 진 데이타를 직렬-gt 2

로 변환하여 직렬 전송

전송될 데이터는 비트 레지스터- 8 X

에 저장

는 카운터 구성-JK FF mod-8

그 출력을 의 선택선에 연결MUX

클럭이 인가되면 카운터 출력은-

의 순서로 변000-001- 110-111

화 X0 비트부터 X7 비트까지 차례

로 로 출력Z

연속된 데이터 전송 다음 데이-

터를 카운터가 로 변화하111-gt000

기 전 에 적재X

연산 순서의 순차 제어기

입력 멀티플렉서를 순차8-

제어기로 사용하여 단계7

의 공정을 제어

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 15: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 15 -

논리함수 발생

진리표에서 직접논리기능을

구현하는 데 사용

선택입력은 논리변수로 사

각 데이터 입력은 진리표를

만족하기 위한 또는 로1 0

연결

다른 방법 입력 논리 함수인 경우 3

개의 선택선을 가진 로 구현 가능-gt 2(3-1) MUX

사용으로 위 함수를 구현가능4-to-1 MUX

BA=gt S1S0에 연결

신호에 대한C implementation table

BA BA BA BA

I0 I1 I2 I3C

C

0 3① ②

4 5 6 ⑦

0 C C C 입력에 인가될 신호값lt-

구현표의 열은 입력선에 인가할 신호의 반전 및 정규 열 구성

행에는 선택선에 인가할 신호의 이진값 차례로 구성

총 2N개의 을 나타낼수 있는 항이 생긴다minterm

이 항에 진리표에서 이 되는 을 원으1 minterm

로 표시

각 열의 단위로 원이 둘다 와(C C)

그려지면 둘 다 없으면1 0

행만 있으면 행만 있으면 로 표시C C C C

최종회로

진리표 만족Z= CBA+CBA+CBA lt-

디멀티플렉서 데이터 분배기9-9 (demultiplexer DEMUX) -

의 역동작으로 하나의 입력을 여러 개의 출력으로 분배MUX

다중 스위치처럼 부터 까지의 출력채널 선택 분배lt- 1 N

일반적인- DEMUX 1-to-N

개의 출력으로 분배하기 위한 선택선이 이라면N M

N 2le M

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 16: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 16 -

디멀티플렉서1-to-8

디코더를 로- DEMUX

사용

디코더를74138 DEMUX

사용 예

인에이블 은데이타입

력 로서 사용I

A2A1A0 입력은 선택선

으로 사용

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 17: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 17 -

클럭 디멀티플렉서

디멀티플렉서를 응용한74138

클럭 디멀티플렉서

입력 에 인가된 클럭이 선택선에(E)

따라 O0 또는 O1 등으로 연결

안전감시 시스템

많은 문의 개폐가 필요한 곳을 감시하는 공장에서 안전감시의 경우를 고려

각 문은 스위치의 상태에 따라 제어

감시소에 설치된 원거리 모니터판의 각 에 스위치상태표시LED

를 이용한 감시시스템MUXDEMUX

개의 문을 가진 감시- 8

시스템

개의 문 스위치가8 

입력으로 문이 열릴MUX

때 문이 닫힐 때1 0

카운터 부MOD-8 ( 000

터 까지 순차적으로111

카운팅 출력을 와) MUX

의 선택선에 연DEMUX

결 의 각 출력은 DEMUX

에 연결되어 출력이LED

일 때0 ON

문 이 개방6 I6 일 때=1 Z=0 count=110 O6=0 =gt LED6 ON

문 가 닫힘2 I2 일 때=0 Z=1 count=010 O2=1 =gt LED2 OFF

동기식 데이터 전송시스템

송신기로부터 원거리 수신기까지 직렬로 개의 비트 데이터워드 전송4 4

송신기-

데이터 워드는 시프트 레지스터로 연결된 에 저장ABCD

각 레지스터는 게이트 로부터 오는 시프트펄스의 에 오른쪽으로 시프트AND 2 PGT

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 18: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 18 -

각 레지스터의 는 입력 에 데이터 입력으로 연결LSB 4 MUX

수신기-

송신기의 로부터 를 받아 에 의해 데이터를 분배MUX Z 1-to-4 DEMUX

- [A] = 0110 [B] = 1001 [C] = 1011

이 인가될 때 파형으로 동작설명[D] = 0100

비교기9-12 (magnitude comparator)

개의 진 입력의 크기 비교- 2 2

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 19: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 19 -

비트 비교기- 7485 4

개의 비교 입력 확장을 위한8

개의 입력3 cascading

개의 출력3

비교기 논리 입력은 고려하지 않을 때 Xi = AiBi+AiBi cascading

(AgtB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(AltB) = A3B3 + X3A2B2 + X3X2A1B1 + X3X2X1A0B0

(A=B) = X3X2X1X0 논리도 작성해볼것lt=

비교기 확장 입력 사용- Cascading

높은자리의 두수가 먼저 비

교되어 서로 같을 때는 낮은

자리의 수가 비교된다

코드 변환기9-13

코드 변환기 진코드를 다른 형태의 진코드로 변환 2 2

세그먼트 표시를 위한BCD-to-7 --gt LED BCD to 7

세그먼트 코드변환

여러 가지 코드 변환기 예-

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 20: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 20 -

변환기BCD to binary

진수 의 자리수 를 이진수로 변환10 00 ~ 99 2 BCD

가장 큰 수 표현 9910 = 10011001(BCD) = 11000112

는 비트 진수는 비트 필요lt== BCD 8 2 7

변환의 기본 개념-

변환과정-

에서 의 자리에 대한 가중치는BCD 1

로 와 동일 자리부터는 달8421 binary 10

라진다 각 비트의 가중치는 -gt BCD

같은 수의 진수로 변환2

표를 이용하여

에서 로 표현된 모든 수들의 이진BCD 1

합을 구하여 이진수를 계산

예제lt 9-18gt

진수 에 대한01010010(10 52

을 진수로 변환BCD) 2

진수 에 대10010101(10 95)

해서도 반복

- 21 -

회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

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회로 구현 진 가산기 이용하여 구현- 2 (7483)

표 에서 이진수 출력에 대한9-6

각 비트식

bo = Ao

b1 = Bo + A1

b2 = Co + B1

에서 발생캐리+ (b1 )

b3 = Do + A1 + C1

에서 발생캐리+ (b2 )

b4 = D1 + B1

에서 발생캐리+ (b3 )

에서 발생캐리b5 = C1 +(b4 )

에서 발생캐리b6 = D1 +(b5 )

각 발생캐리는 전가산기의 내부 회로에서 다음자리로 직접 전달되고 개 이상의 3

입력을 가진 덧셈은 두 개의 전가산기에 나누어서 실행된다 이러한 원리로 회로도

이해

9-14 Data Busing

데이터 버스 데이- (data bus)

타를 전송할 때 공통으로 연결된

컴퓨터에서는 많은 소자의 입출-

력이 공통데이타 버스선과 연결

버스에 연결된 소자는 상- 3

출력 또는 상 버퍼로(tri-state) 3

연결 데이터 충돌 방지lt=

가 버스에 연결된 여러 소- CPU

자로부터 데이터를 입력할 수 있

는 경로 표시

각 소자는 각 신호가- enable 1

일 때 상 버퍼를 활성화하여 입3

력을 버스에 인가

버스충돌을 방지하기 위하여 한번에 하나씩의 소자만 활성화-

활성화되지 않은 소자는 고임피던스 상태로 버스로부터- Hi-Z( ) floating

상 레지스터9-15 3 74173

레지스터의 출력에 상 버퍼를 연결3

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 22: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 22 -

병렬 입출력이 가능한 비트 레지스터- 4

Input enable=1 (IE1IE2 이면 모드로=00) load D0-D3 외부 입력을 의 에서CP PGT

로 저장D FF

모드로Input enable=0 hold D FF

는 이전 입력을 저장

이면 레지스터의output enable =1

출력이 외부 출력 O0 - O3로 연결

이면 외부출력은output enable=0

Hi-Z

데이터 버스 운영9-16

버스에서 레지스터와 레지스터간의-

병렬 데이터 전달

입력 인에이블 에 의하여 각 레지IE( )

스터는 버스로부터 데이터 저장

출력인에이블 에 의하여 버스에OE( )

데이터가 연결

레지스터의 출력은 동시에 개 이상2

인에이블될 수 없다 버스 충돌 lt-

방지

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 23: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 23 -

예 를 하기위한 신호선 조건lt 9-21gt [A] [C] rarr

OEA= 0 OEB = OEC 레지스터 출력을 버스에 연결 = 1 A

IEC = 0 IEA = IEB 레지스터를 모드로 = 1 C load

이 조건에서 의 에서 는 의 내용을CP PGT C A copy

버스 신호

단순화된 타이밍도-

단순화된 버스 표현

확장버스

버스 드라이버 버스에 연결된 수많은 소자에서 발생되는 임피던스에 의한 파형저

하를 방지하기 위하여 고전류를 흘려주는 상 버스 버퍼3

비트 의 출력을 데이타 버스에 직접 연결하면 전류구동력이 작아 출력파- 8 ADC

형이 느리게 변화 버스 드라이버로서 파형을 빠르게 구동lt==

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 24: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 24 -

단순화된 버스 표현-

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능

Page 25: 장논리회로 9-1cms3.koreatech.ac.kr/sites/yjjang/down/digi2000/chap9.pdf · 임계전압이상 인가 세그먼트 입사파를 흡수하여 어둡게 보이게 한다:ON==>

- 25 -

양방향 버스(bidirectional bus)

버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능