장논리회로 9-1 · 9msi장논리회로 9-1 디코더-()입력의 이진수어떤 값에...
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- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
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0 1 0 0
0 1 0 1
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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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 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
용
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
선
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
- 15 -
논리함수 발생
진리표에서 직접논리기능을
구현하는 데 사용
선택입력은 논리변수로 사
용
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
선
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
- 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
선
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
- 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
선
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
- 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
선
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
- 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
선
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
- 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
선
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
- 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
선
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==
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단순화된 버스 표현-
- 25 -
양방향 버스(bidirectional bus)
버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능
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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
- 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==
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단순화된 버스 표현-
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양방향 버스(bidirectional bus)
버스와 한 포트를 통하여 입력및 출력 가능
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