본문/내용
D 플립플롭을 사용하여 10진수 카운트 설계 이론
기본이론
플립플롭 이란
- 플립플롭은 2진 부호 0또는 1을 기억하는 최소 기억 소자이다.
플립플롭은 입력 신호를 변경하지 않는다면 일단 기억된 정보는 계속
유지된다.
- 입력 신호 외에 출력에 영향을 주는 클록(Clock) 펄스의 유무에 따라
비동기식 플립플롭과 동기식 플립플롭으로 구분된다.
D 플립플롭 이란
- 입력 신호 D가 출력 신호 Q에 그대로 전달되고
Q`는 Q값의 반대로 출력되는 특성을 가지고 있는 플립플롭이다.
- 클록 펄스가 0이면 High impedance가 되어 전체가 동작 불능이 되고
클록 펄스가 1인 상태에서 동작한다.
D 플립플롭(NAND 게이트형)
회로도
블록도
특성표
입력
출력
CP
D
Q
Q`
0
X
X
X
1
0
0
1
1
1
1
0
D 플립플롭의
파형도
10진수 카운트 설계 이론
1. D 플립플롭 4개를 사용하여 4bit 16진수 카운트를 설계한다,
(회로도 2-1참고)
2. 16진수 카운트는 2진수 ‘0000’에서 ‘1111’까지 설계되어 있다.
이 설계를 10진수 카운트인 2진수 ‘0000’에서 ‘1001’까지 설계하기
위해 11진수의 마지막인 ‘1xxx’에서 비동기시 Nand gate를 사용한다.
3. Nand gate는 두 입력이 ‘1’과 ‘1’일때만 출력값이 ‘0’이되고, 다른
입력엔 출력이 무조…
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0
1
1
1
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1
파형도 2-1, 2를 해석한 결과
파형도를 해석한 결과를 보면 16진수 카운트는 15번째의 펄스까지의
값이 ‘1111’이 나오고 다시 처음으로 돌아가고 10진수 카운트는 9번째의
펄스까지의 값 ‘1001’까지 나오는 것을 확인할 수 있다.
하지만 16진수 카운트 파형도를 보면 그래프상에 표시된 VF3의 출력값에
이상한 현상이 나타나는걸 볼수 있는데, 이 현상은 글리치(Glitch)현상이라
하는데 글리치(Glitch)란, 작은문제의 뜻으로 두 가지 입력 신호의 값이
바뀔 때 신호의 지연시간 차이에 의해 디지털 회로에서 발생할 수 있는
매우 짧은 기간 동안 나타나고, 사라지는 전압이나, 전류의 원하지 않는
노이즈 펄스이다.
즉, 회로도에서 VF3과 VF5의 출력값에 Nand gate를 지나 CLR의 입력값에
들어간다.
이때 VF3과 VF5의 출력값이 10번째의 펄스에서 값이 각각 ‘1’이 되므로
Nand gate 특성과 D 플립플롭의 CLR의 특성상 D 플립플롭을 0으로
바로 초기화 시켜야하는데, Nand gate를 지나는 지연시간 때문에 그래프상에
나타난 것처럼 아주 잠깐 동안의 출력값을 볼 수 있다.
VF3은 그전 출력값이 ‘0’이었다가 ‘1’이 나오는 것을 볼수 있지만, VF5의
출력값은 그전 출력값이 ‘1’이었기 때문에 그래프상에서 현상을 볼 수 없다.