카운터를 통한 디지털 시계

(1) 이론 카운터(counter) -카운터란 미리 정해진 순서대로 수를 세는 계수기로서, 회로를 구성하는 플립플롭들이 미리 정해진 순서에 따라 상태가 천이되도록 설계한 것이다. 즉, 입력 펄스에 따라서 레지스터의 상태가 미리 정해진 순서대로 변화하는 레지스터 -어떤 사건의 발생 횟수를 세거나 동작 순서를 제어하는 타이밍 신호를 만드는데 사용 -스위치를 누르는 횟수나, 램프가 깜박깜박(반짝반짝)하는 횟수를 헤아리다가 카운터에 설정해 놓은 횟수에 도달하면, 카운터의 출력을 `1`로 만드는 회로이다 -이러한 카운터는 디지털 시계 등 여러 응용분야에 활용되고 있으며 각 플립플롭에 공 급되는 클록을 기준으로 동기식과 비동기식 카운터로 분류할 수 있다. -예를 들어 공장에서 제품이 하나 나올 때마다 신호가 나오게 하고 그 신호 개수를 헤 아려서 생산해야 할 목표에 도달하면 카운터의 출력을 내보내 작업자에게 신호를 주든 지 아니면, 바로 기계를 정지하도록 하는 신호로 사용할 수 있다. (2) 신호에서 1씩 증가시키는 시점은 외부로 주는 전기신호는 대부분 펄스신호라 하는데, 이런 신호 모습은 아래 그림과 같다. 이 신호에서 `0`에서 `1`로 변하는 시점과 `1`에서 `0`으로 변하는 시점이 있다. 카운터에서 1씩 증가하는 곳은 `0`에서 `1`로 변하는 지점이다. 이 지점을 상승 에지(Rising Edge) 또는 정(正) 에지(Positive Edge)라고 한다. 대부분의 디지털회로에서 특별한 언급이 없으면 상승에지에서 1씩 증가한다. 전기신호가 낮은 것은 램프에 불이 안 들어온다는 의미이고, 신호가 높다는 것은 램프에 불이 들어온다는 의미이다.