<1> 디지탈의 기본 개념
1-1 디지탈과 아날로그
디지탈과 아날로그는 모두 어떠한 '양(quantity)'을 표현하는 두가지 방법
입니다. 전압, 전류, 힘, 속도, 질량.. 이런것 들을 표현하는 방법이지요.
아날로그(analog)는 어떠한 양의 표현을 다른 양에 비례하도록 표현하는 방
입니다. 예를 들어 자동차의 속도계에서는 속도계 바늘의 위치변화에 자동
차의 속도가 비례하게 표시되는 거죠. 이와 같은 아날로그의 특징은 그 표
현값이 '연속적'이라는 점입니다. 자동차 속도계에서 보면 0에서 200km/h까
지 사이에 어느 값이라도 표현이 가능하겠죠. 두개의 아날로그 양 사이에는
무수히 많은 아날로그 값이 존재합니다. 연속이기때문이죠.
디지탈(digital)은 디지트(digit)라 불리는 어떠한 정해진 기호들만으로 양
을 나타내는 방법입니다. 우리가 사용하는 10진수에서 디지트는 한 자리수
를 의미합니다. 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0 - 이와 같은 10개의 기호가 하나의 디
지트를 형성하게 되며 이들을 다시 여러개 모아서 하나의 양을 표시하게 하
는 겁니다. 2진수라면 더 간단하지요. 0과 1의 두가지 값만으로 하나의 디
지트가 결정되니까요. 이와 같이 정해진 기호만으로 양을 표현하므로 당연히
표현되는 양에 제약이 생기게 됩니다. 만약 소수점 이하를 표현하지 않는다
고 가정하면 1과 2사이의 숫자는 10진수로 표현할 수 없습니다. 소수점 이하
를 허용한다 하더라도 무한 소수와 같이 디지탈로는 표현하기 힘든 양이 존
재하게 됩니다. 이와 같이 디지탈은 아날로그와는 달리 양을 연속적이 아닌
디지트의 최소 단위씩(10진수에서는 1씩) 증가시키는 계단식으로 표현합니다.
그러니까 아날로그와 디지탈의 가장 큰 차이점은 다음과 같습니다.
아날로그 = 연속적
디지탈 = 불연속적(계단식 - step by step)
과 설명이 너무 딱딱하군요~ 그림으로 표현할 수 있으면 간단한데~ 쩝~ 하지
만 걱정하지 마세요~ 디지탈 시계랑 아날로그 시계를 구별할 수 있으면 아
무 문제가 없습니다~컴
1-2 디지탈의 특징
디지탈 양만을 다루는 장치들로 이루어진 디지탈 시스템은 다음과 같은 장점
을 갖습니다.
1) 디지탈 시스템은 설계하기가 쉽다
- 디지탈 회로는 스위치의 ON-OFF의 개념으로 표현이 가능하므로 전류나 전
압의 정확한 값을 일일히 계산하지 않아도 됩니다.
2) 정보를 쉽게 저장할 수 있다
- ON-OFF 상태만 기억하면 되기때문입니다. 아날로그양이라면 기억하고 싶
은 전압이 계속 똑같은 값으로 유지시켜야 하는데 디지탈에서는 전압이
조금 바뀌어도 ON-OFF만 변하지 않는다면 상관없죠. 보통 '메모리'라고
하는 것이 바로 디지탈 정보를 기억하는 장치입니다.
3) 정확도와 정밀도가 높다
- 디지탈 시스템에서는 단지 스위치 회로의 갯수만 증가시켜 자리수를 늘
려서 보다 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다. 즉 10의자리까지만 표시한
던것을 1의자리까지로 자리수만 하나 늘리면 정밀도가 10배가 되는 거죠
. 아날로그 회로에서는 회로 소자 자체의 정밀도에 한계가 있으므로 어
느 이상 정밀도를 높인다는 것은 매우 힘듭니다.
4) 동작을 프로그램화하기 쉽다
- 디지탈값은 저장된 명령어(요것도 디지탈 값)을 사용하여 프로그램과 같
이 순서대로 지정된 동작이 실행되도록 하기가 쉽습니다. 아날로그는 동
작을 제어하는 신호들도 모두 전압, 전류등의 연속적인 값이 되므로 복
잡한 제어를 프로그램화하기가 힘듭니다.
5) 노이즈(잡음)에 강하다
- 디지탈 회로는 ON-OFF의 상태만 유지면서 변동되는 전압이나 전류의 잡
음은 무시할 수 있지만, 아날로그 회로에서는 잡음과 신호의 구별이 애
매하여 잡음이 신호와 함께 계산에 사용될 수 있으므로 잡음의 제거에
상당히 신경써야 합니다.
6) IC 칩으로 만들기 쉽다
- 아날로그 회로를 칩으로 만드는 것보다 디지탈 회로를 칩으로 만드는 것
이 더 간단합니다. 아날로그 회로에서는 반도체 칩에 구현하기 힘들 소
자들을 포함하여야 할 경우가 많습니다. 예를 들면, 높은 용량의 캐패시
터(콘덴서), 고정밀 저항, 코일, 변압기(트랜스)와 같은 소자들은 하나
의 칩으로 구현하기 힘듭니다. 그러므로 아날로그 시스템은 디지탈 회로
와 같이 고집적, 소형화하기 힘든 것입니다.
그렇지만 디지탈 시스템은 한가지 중요한 단점이 있습니다:
'실제 세상에 존재하는 양들은 거의 다 아날로그 값이다'
대부분의 물리량은 원래 아날로그 값입니다. 그리고 우리가 기계장치에서
검사하거나 제어해야할 대상도 바로 이들 아날로그 값인 것입니다. 자동난
방장치를 만든다고 하였을 때 검사해야 할 양은 현재의 온도이며 출력해야
할 양도 온도를 높여주는 발열장치가 될 것입니다. 그러므로 디지탈 회로
의 장점을 살리면서 실제 세상의 아날로그값을 다루는 시스템을 만들려면
다음과 같이 합니다.
실제 세상의 아날로그 양을 디지탈로 바꾼다. ->
디지탈 시스템에서 원하는 처리를 행한다. ->
디지탈 시스템의 결과를 아날로그로 바꾸어 출력한다.
또한 아날로그 기술과 디지탈 기술을 한꺼번에 사용하여야 효과적인 경우
도 있습니다. 이와 같이 아날로그와 디지탈이 동시에 존재하는 시스템을 '
하이브리드(hybrid)' 시스템이라 합니다.
1-3 디지탈 숫자
1) 십진수(decimal system)
앞에서 설명드린 바와 같이 10진수도 디지탈 값입니다. 예를 들어 십진수
'4317'은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
4317 = 4 * 10^3 + 3 * 10^2 + 1 * 10^1 + 7 * 10^0
(여기서 '*'는 곱하기를, '^'는 거듭제곱을 나타냅니다.)
이 때, 4317의 네개의 디지트중 가장 비중이 큰 디지트는 무엇일까요? 맨
앞의 4가 3이나 2로 바뀐다면 원래의 값과는 1000이라는 차이가 나지만 맨
뒤의 7이 6이나 5로 바꾼다면 원래의 값과는 1밖에는 차이가 없게 되죠?
그러니까 맨 왼쪽은 4의 자리가 4317에서 가장 비중이 큰 디지트가 되는 것
입니다. 이와 같이 비중이 가장 큰 디지트를 MSD(most significant digit)
라 하며 반대로 가장 비중이 낮은 디지트를 LSD(least significant digit)
라 합니다. 이 'MSD'와 'LSD'는 뒤에 나오는 이진수의 'MSB', 'LSB'의 개념
과 같습니다. MSB와 LSB는 많이 나오는 말이니까 잘 기억해 두세요.
2) 이진수(binary system)
이진수는 하나의 디지트가 0고 1만으로 이루어지는 숫자입니다. 2란 숫자는
이진수에서는 존재하지 않죠. 십진수의 2는 이진수에서는 10입니다.
10(2) = 1 * 2^1 + 0 * 2^0
(여기서 (2)는 이진수임을 나타냅니다.)
디지탈회로는 보통 이진수를 기준으로 하고 있습니다. 그 이유는 이진수의
한 자리수(디지트)는 0과 1의 두가지 상태밖에 존재하지 않으로 스위치의 O
N-OFF와 같이 동작하는 회로만 있으면 구현할 수 있기 때문이죠. 그러니까
2진수의 하나의 디지트는 디지탈 회로의 하나의 스위칭 소자에 해당되면 되
는 것입니다. 이진수에 대해서는 익술해질 필요가 있으니까 0에서 15까지를
이진수로 나타내 봅시다.
0 => 0(2) 4 => 100(2) 8 => 1000(2) 12 => 1100(2)
1 => 1(2) 5 => 101(2) 9 => 1001(2) 13 => 1101(2)
2 => 10(2) 6 => 110(2) 10 => 1010(2) 14 => 1110(2)
3 => 11(2) 7 => 111(2) 11 => 1011(2) 15 => 1111(2)
그럼 다시 연습해 봅시다. 11001(2)은 십진수로 얼마일까요?
11001(2) = 1 * 16 + 1 * 8 + 0 * 4 + 0 * 2 + 1 * 1 = 16 + 8 + 1 = 25
쉽지요? 이 1,2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024... 를 잘 기억해 놓으면 이
진수를 쉽게 십진수로 바꿀 수 있습니다. 101(2)은? 1100100(2)은?
4 2 1
1 0 1 (2) = 4 + 1 = 5
64 32 16 8 4 2 1
1 1 0 0 1 0 0 (2) = 64 + 32 + 4 = 100
이진수에서 하나의 디지트는 '비트(bit = binary digit)'라고 합니다. 그러
니까 10001000(2)는 8비트의 이진수가 되겠죠. 우리가 컴퓨터에서 보통 16
비트니 32비트니 하는 것이 비로 이 비트입니다. 컴퓨터 CPU가 한번에 처리
하는 신호선의 갯수를 나타내는 것이지요. 디지탈 회로에서는 하나의 신호
선이 ON, OFF 또는 0, 1의 두가지 상태만을 갖게 되므로 신호선의 갯수가
비트수가 되는 것입니다. 일반적으로는 1일 때 전압 5V를, 0일 때 전압 0V
를 갖는 것으로 생각하면 됩니다.
그럼 위에서 설명한 MSD, LSD를에 해당하는 이진수의 MSB, LSB는:
MSB(most significant bit) - 이진수 맨 왼쪽의 가장 비중이 큰 자리.
LSB(least significant bit) - 이진수 맨 오른쪽의 가장 비중낮은 자리.
과 이 LSB랑 MSB는 디지탈 컴퓨터, 마이크로프로세서 회로에서 자주 나오는
거니까 자알 외워두세여~컴
3) 16진수(hexadecimal number system)
이진수는 디지탈 회로에서 사용하기에는 편리하지만 숫자를 사람이 이해하
는데는 좀 힘듭니다. 1100100(2) 이렇게 써 놓으면 어느정도의 숫자인지 쉽
게 감이 않오죠. 그래서 이진수의 4자리를 한꺼번에 16진수로 나타내는 방법
을 많이 사용합니다. 16진수는 다음과 같이 이진수의 4비트로 나타낼 수 있
는 모든 경우를 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F의 16개 기호로 나타냅니다.
0000(2) = 0h 0100(2) = 4h 1000(2) = 8h 1100(2) = Ch
0001(2) = 1h 0101(2) = 5h 1001(2) = 9h 1101(2) = Dh
0010(2) = 2h 0110(2) = 6h 1010(2) = Ah 1110(2) = Eh
0011(2) = 3h 0111(2) = 7h 1011(2) = Bh 1111(2) = Fh
그럼 연습을! 10010111010101(2)를 16진수로 하면? 1101011110110(2)는?
10 0101 1101 0101(2) = 2 5 D 5 h
1 1010 1111 0110(2) = 1 A F 6 h
어때요 쉽지요? 요령은 이진수를 오른쪽에서부터 4개씩 나누어 놓는것.
그럼 오늘 배운 것을 한번 정리해 볼까요?
1. 디지탈과 아날로그
아날로그 = 연속적
디지탈 = 불연속적(계단식 - step by step)
2. 디지탈의 특징
1) 디지탈 시스템은 설계하기가 쉽다
2) 정보를 쉽게 저장할 수 있다
3) 정확도와 정밀도가 높다
4) 동작을 프로그램화 하기 쉽다
5) 노이즈(잡음)에 강하다
6) IC 칩으로 만들기 쉽다
<-> '실제 세상에 존재하는 양들은 거의 다 아날로그 값이다'
3. 디지탈 숫자
비트(bit = binary digit) 이진수의 한 자리수(디지트).
MSB(most significant bit) - 이진수 맨 왼쪽의 가장 비중이 큰 자리.
LSB(least significant bit) - 이진수 맨 오른쪽의 가장 비중낮은 자리.
16진수(hexadecimal number system) - 이진수 네자리를 한꺼번에 나타낸다.
<2> 논리 게이트(logic gate)
2-1 이진수와 논리 레벨(logic level)
지난 시간에 디지탈 시스템에서는 이진수가 기본으로 쓰인다고 공부했었죠?
이진수의 한 자리수인 비트(bit)는 0아니면 1이란 값밖에 가질 수 없는데,
회로적으로는 하나의 신호선으로 이진수의 한 비트를 나타낸다고 설명하였
습니다. 예를 들어 많이 사용되는 TTL 논리회로(디지탈 회로 규격중 하나)
에서는 0V~0.8V가 '0'에 해당하는 전압이고, 신호선의 전압이 2V~5V가 되면
'1'로 생각합니다. 0.8V~2V는 정의되지 않은 영역으로 정상적인 회로에서는
존재하지 않는다고 가정합니다.
이와 같은 0과 1의 상태를 '논리 레벨'(logic level)이라고도 합니다. 그러
니까 TTL 회로에서 신호선의 전압이 4V라면 그 신호선의 논리 레벨은 '1'이
됩니다. 디지탈 회로에서는 논리 레벨이 0과 1의 두가지 경우만 존재하게
되며 이들은 다음과 같이 여러가지 방법으로 나타냅니다.
논리 0 = 거짓(False), Low(로우), NO, OFF
논리 1 = 참(true), High(하이), YES, ON
2-2 게이트(gate)
게이트(gate)는 하나 또는 여러개의 디지탈 입력과 하나의 디지탈 출력을
갖는 디지탈 논리의 기본 단위라고 할 수 있습니다. 실제 회로에서 디지탈
신호를 처리하려면 내부적으로 트랜지스터나 다이오드, 저항과 같은 소자를
사용하여야 하는데, 실제로는 기본적인 게이트들이 미리 IC로 만들어져 있
으므로 디지탈 회로를 설계하거나 분석할 때에는 게이트의 내부가 어떻게
되어 있는지는 몰라도 그 게이트의 디지탈적인 동작만 알고 있으면 가능합
니다. 기본적인 게이트로 NOT 게이트, AND 게이트, OR 게이트가 있습니다.
2-3 부울 대수(Boolean algebra)
부울 대수(Boolean algebra)는 디지탈 회로의 동작을 설명하기 위한 수학적
표현방법입니다. 부울 이란 이름은 영국의 수학자 조지 부울(George Boole)
의 이름에서 따온 것입니다. 부울 대수의 한 변수는 알파벳으로 나타내며 그
값은 0과 1의 두가지중 하나입니다. 또한 부울 대수의 연산은 다음의 세가지
만으로 구성됩니다.
1. '논리 합' 또는 'OR' -> '+'기호로 표시합니다.
2. '논리 곱' 또는 'AND' -> 곱과 같이 가운데 점을 찍거나 생략합니다.
_
3. '논리 부정', '반전' 또는 'NOT' -> ' '(변수위에 윗줄을 그립니다.)
그러니까 다음과 같은 표현이 부울 대수적인 표현 방법이 되는거죠. 그 의미는
앞으로 천천히 알아보게 됩니다. 우선 맛보기로~
A = 0, A = 1 _
A = B + C(논리 합), A = BC(논리 곱), A = B(논리 부정)
2-4 논리 부정(logical complementation)과 NOT 게이트
가장 기본적인 게이트로 하나의 입력과 하나의 출력을 갖는 게이트를 생각
해 볼수 있을 것입니다. 그런데 디지탈 신호(부울 변수)는 0과 1의 두가지
경우만 존재하므로, 우선 입력과 같은 값이 출력되는 게이트가 있을 수 있
고, 또한 입력과 무조건 반대인 출력값이 나오는 게이트가 있을 수 있겠죠~
여기서 입력과 출력이 항상 다른 게이트를 'NOT 게이트' 또는 '인버터'
(inverter)라고 부릅니다.
입력이 X 출력이 Y 이면 NOT 게이트의 부울 대수 표현은 다음과 같습니다.
과 실제 디지탈 회로의 게이트 표시방법은 여기서는 그림으로 보여드릴 수
가 없기때문에 자료실에 그림을 따로 올립니다. 자료실의 '7. 기타 Digital
관련자료'에 DIGITAL2.ZIP이란 이름으로 올렸는데 금방 등록되리라 생각됩
니다. PKUNZIP으로 압축을 풀면 DIGITAL2.PCX가 생기는데 이것을 그래픽 유
틸리티로 읽어 그림을 보면 그림에 디지탈 논리 게이트와 그림 번호(1),(2)
...가 씌여져 있읍니다. 내용과 함께 보시면 좋습니다~컴
_
Y = X -> 그림 (1)
입력 X는 0일 경우와 1일 경우의 두가지가 있으므로 NOT 게이트이 동작을 표
로 나타내면,
X Y 부울 대수
------- _
0 1 -> 0 = 1
_
1 0 -> 1 = 0
이와 같이 입력의 모든 경우의 수에 대한 출력을 표로 나타낸 것을 '진리표
'(truth table)이라 하며, 게이트의 동작을 설명할 때 자주 이용됩니다.
2-5 논리 합(logical addition)과 OR 게이트
입력이 둘 이상이고 출력이 하나인 게이트 중에서 입력중 어느 하나라도 1
이면(적어도 하나가 1이면 출력이 1이 되는 게이트를 'OR 게이트'라 합니다.
두 입력 OR 게이트는 논리 합과 같은 결과를 출력합니다.
Y = A + B -> 그림 (2)
A B Y 부울 대수
-------
0 0 0 -> 0 + 0 = 0
0 1 1 -> 0 + 1 = 1
1 0 1 -> 1 + 0 = 1
1 1 1 -> 1 + 1 = 1
과 부울 대수의 논리 합은 보통의 합과 1 + 1 = 1 에서 다름에 주의하세요~
위의 진리표에서 무엇을 알 수 있었나요? 출력 Y는 입력중 어느 하나라도 1
이면 1이 된다고도 할 수 있지만, 반대로 입력이 모두 0이어야 출력이 0이 된
다라고 생각할 수도 있겠지요? 여기에 대해서는 다음에 다시 설명하기로 하죠
~
2-6 논리 곱(logical multiplication)과 AND 게이트
입력이 둘 이상이고 출력이 하나인 게이트 중에서 입력이 모두 1일 때만 출
력이 1이 되는 게이트를 'AND 게이트'라 합니다.
두 입력 AND 게이트는 논리 곱과 같은 결과를 출력합니다.
Y = AB -> 그림 (3)
A B Y 부울 대수
-------
0 0 0 -> 0 * 0 = 0
0 1 0 -> 0 * 1 = 0
1 0 0 -> 1 * 0 = 0
1 1 1 -> 1 * 1 = 1
과 부울 대수의 논리 곱은 보통의 곱과 계산 결과가 같습니다.
출력 Y는 입력이 모두 1이어야 1이 된다고도 할 수 있지만, 반대로 입력중
어느 하나라도 0이면 출력이 0이 된다라고 생각할 수도 있겠지요? 이것이
AND 게이트 입니다. (위의 * 표시는 곱을 나타내는 가운데 점을 대신하여
쓴 것입니다~)
2-7 게이트 연습
1. 3입력 OR -> 그림 (4) 2. 3입력 AND -> 그림 (5)
Y = A + B + C Y = ABC
A B C Y A B C Y
---------- -----------
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 0
0 1 0 1 0 1 0 0
0 1 1 1 0 1 1 0
1 0 0 1 1 0 0 0
1 0 1 1 1 0 1 0
1 1 0 1 1 1 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1
과 입력이 3개가 되어도 기본은 같습니다. OR은 입력중 하나라도 1이면 출
력이1이고, AND는 입력이 모두 1이어야 출력이 1이 됩니다. 입력이 3개니가
진리표의 경우의 수는 8가지가 되었죠~
3. AND와 OR 조합
(1) Y = A + BC -> 그림 (6)
위와 같은 경우에는 먼저 BC (AND)를 계산하고 그 출력과 A와의 OR를 계산
하면 됩니다. 연습을 해 볼까요?
A = 0, B = 1, C = 0 -> Y = 0 + (1 * 0) = 0 + 0 = 0
A = 0, B = 1, C = 1 -> Y = 0 + (1 * 1) = 0 + 1 = 1
어때요? 쉽지요~? 그럼 숙제를~! 헤~ Y = A + BC의 진리표를 만들어 보세여~
_
(2) Y = A + BC -> 그림 (7)
위와 같은 경우에는 먼저 B의 반전(NOT)을 계산한 결과와 C의 AND를 계산
하고 그 출력과 A와의 OR를 계산 하면 됩니다.
_
A = 0, B = 0, C = 1 -> Y = 0 + (0 * 1) = 0 + (1 * 1) = 0 + 1 = 1
_
A = 0, B = 1, C = 1 -> Y = 0 + (1 * 1) = 0 + (0 * 1) = 0 + 0 = 0
_________
(3) Y = (A + B) C -> 그림 (8)
위와 같은 경우에는 먼저 A OR B를 계산한 결과와 C의 AND를 계산하고 그
출력의 NOT을 계산 하면 됩니다.
___________ _____ _
A = 0, B = 0, C = 1 -> Y = (0 + 0) * 1 = 0 * 1 = 0 = 1
___________ _____ _
A = 0, B = 1, C = 1 -> Y = (0 + 1) * 1 = 1 * 1 = 1 = 0
<3> 논리 게이트(logic gate) - 보충
3-1 NOR 게이트
지난 시간에 배운 OR 게이트를 기억하시나요? 입력중 하나 이상이 1이면 무
조건 1이 출력되는 논리합을 출력하는 게이트였죠. 그럼 이 OR 게이트의 출
력에 NOT 게이트를 붙이면 어떻게 될까요? 입력중 하나 이상이 1이면 무조
건 0이 출력되고 입력이 모두 0이면 1이 출력되는 게이트가 되겠죠. 이렇게
OR 게이트의 출력에 NOT이 붙은 것을 'NOR 게이트'라고 합니다.
NOR 게이트의 회로 기호는 그림 (1)과 같이 NOT의 삼각형 부분을 생략하고
OR의 출력부에 동그라미만을 덧붙인 형태가 됩니다.
과 실제 디지탈 회로의 게이트 표시방법은 여기서는 그림으로 보여드릴 수
가 없기때문에 자료실에 그림을 따로 올립니다. 자료실의 '7. 기타 Digital
관련자료'에 DIGITAL3.ZIP이란 이름으로 올리겠습니다. PKUNZIP으로 압축을
풀면 DIGITAL3.PCX가 생기는데 이것을 그래픽 유틸리티로 읽어 그림을 보면
그림에 디지탈 논리 게이트와 그림 번호(1),(2)... 가 씌어져 있읍니다. 내
용과 함께 보시면 좋습니다~컴
그리고 NOR 게이트의 동작을 진리표(truth table)와 부울대수로 표시하면 다
음과 같습니다.
_____
A B Y Y = A + B -> 그림 (1)
-------
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
3-2 NAND 게이트
'NAND 게이트'는 AND 게이트의 출력에 NOT 게이트를 붙인 것입니다. 이렇게
하면 입력이 모두 1이면 출력이 0이 되고 입력중 하나라도 0이면 출력이 1
이인 게이트가 되겠죠.
NAND 게이트의 회로 기호는 그림 (2)와 같이 NOT의 삼각형 부분을 생략하고
AND의 출력부에 동그라미만을 덧붙인 형태가 됩니다. 그리고 NAND 게이트의
동작을 진리표와 부울대수로 표시하면 다음과 같습니다.
__
A B Y Y = AB -> 그림 (2)
-------
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
3-3 NAND 게이트와 NOR 게이트의 활용
NAND 게이트나 NOR 게이트는 출력부에 NOT 게이트가 포함된 형태이므로
AND 게이트나 OR 게이트와는 달리 NOT 게이트의 역할을 대신하도록 만들 수
가 있습니다. NAND 게이트나 NOR 게이트의 입력을 모두 하나로 묶어서 동일
한 논리 레벨이 입력되게 한다면 어떻게 될까요? 모두 NOT 게이트와 동일한
동작을 하게 될 것입니다. 다음의 진리표를 참조하세요.
NAND: NOR:
A B Y A B Y
------- -------
0 0 1 = 0 0 1 => 입력 A, B가 같은 레벨인 이 두가지 경우만
0 1 1 0 1 0 을 사용한다면(A = B) NOT 게이트와 같은 동
1 0 1 1 0 0 작을 NAND와 NOR 모두가 하게 됩니다.
1 1 0 = 1 1 0 => 그림 (3) 참조.
_____ _____ _ __ __ _
즉 A = B이므로 A + B = A + A = A, AB = AA = A가 되는 것이지요. 이와 같
은 성질을 이용하면 NAND나 NOR 게이트 한 종류만으로 모든 종류의 디지탈
회로를 설계할 수 있습니다. 지난 시간에 설명드린 바와 같이 디지탈 회로
는 기본적으로 NOT, AND, OR의 세가지 만으로 표현이 가능한데 NAND나 NOR
로 이들 3가지를 모두 만들 수 있기 때문이죠.
먼저 NAND 게이트를 가지고 해 볼까요?
NAND -> NOT : 모든 입력을 하나로 연결하여 같은 레벨이 되도록 한다.
__ A=B __ _
AB = Y -----> AA = Y -> A = Y -> 그림 (3)
NAND -> AND : NAND의 출력에 NOT을 붙인다. (부정의 부정은 긍정.)
_ __
__ Z=Y __
AB = Y -----> AB = Z -> AB = Z -> 그림 (4)
NAND -> OR : NAND의 입력 모두에 NOT을 붙여 반전시킨다.
_ _ ___
__ C=A,D=B _ _
AB = Y ---------> C D = Y -> C + D = Y -> 그림 (5)
NAND로 OR을 만드는 경우는 드모르강의 원리(Demorgan's theorem)를 사용한
것인데 잘 모르시는 분을 위해 진리표와 드모르강의 법칙을 다음에 적어보
겠습니다.
__
A B C D CD CD = A+B * 드모르강의 원리:
------------------------ ______ _ _
0 0 1 1 1 0 0 (1) (x + y) = x y
0 1 1 0 0 1 1 _____ _ _
1 0 0 1 0 1 1 (2) (x y) = x + y
1 1 0 0 0 1 1
NOR의 경우는 숙제로~! NOR->NOT, NOR->AND, NOR->OR의 회로는 그림(3),(4)
(5)를 참조하세요~
과 앞서 설명드린 NAND 게이트와 NOR 게이트에 대해서는 진리표나 부울대수
로 나타내는특성 외에 실제 회로 구현상에서의 의미를 생각해 볼 수 있습니
다. 이것은 게이트가 IC에 의해 구현되는 상황에서 하나의 칩(IC)에 여러개
의 동일한 게이트가 들어있기 때문에 고려되는 것입니다. 예를 들어 TTL 시
리즈의 '7400'이란 번호를 갖는 IC에는 입력이 2개인 NAND가 4개 들어 있습
니다. 그런데 만약 회로에서 NAND 게이트가 3개, NOT 게이트가 1개 필요하
다면 NAND가 4개 들어있는 7400과 NOT이 6개 들어있는 7404를 사용한다면
좀 낭비가 되겠지요. 원가도 더 들것이고. 이럴 때 7400의 4개의 NAND 게이
트 중에서 사용하지 않는 1개의 NAND를 NOT 게이트로 바꾸어 사용한다면 IC
하나를 절약하는 셈이 되어 원가도 절감되고 부품수가 줄어들어 고장률도
낮아지는 효과를 얻을 수 있을 것입니다. 컴
3-4 EX-OR 게이트와 EX-NOR 게이트
'EX-OR'는 배타적 OR(exclusive OR)이란 뜻으로, 두개의 출력이 서로 반대
이면 1이 출력되고 같으면 0이 출력되는 게이트입니다. 즉 두개의 입력중
하나만이 1이어야 1이되는 회로이지요.
EX-OR 게이트의 회로 기호는 그림 (6)과 같이 OR 게이트의 입력부에 곡선을
하나 더 그려 넣은 형태가 됩니다. EX-OR 게이트의 동작을 진리표와 부울대
수로 표시하면 다음과 같습니다.
_ _
A B Y Y = AB + AB -> 그림 (6)
-------
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
_ _
EX-OR을 부울대수식으로 표현하면 'AB + AB'이 되지만 이것을 간단히 표시
하여 +에 동그라미를 씌운 기호로 나타내기도 합니다. (그림(6) 참조)
'EX-NOR'는 EX-OR의 출력에 NOT을 붙인 것으로, EX-NOR 게이트의 회로 기호
는 그림 (7)과 같이 NOT의 삼각형 부분을 생략하고 EX-OR의 출력부에 동그
라미만을 덧붙인 형태가 됩니다. EX-NOR 게이트의 동작을 진리표와 부울대
수로 표시하면 다음과 같습니다.
__
A B Y Y = AB + AB -> 그림 (7)
-------
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
<4> 디지탈 IC
4-1 디지탈 IC에 대하여
디지탈 회로, 특히 게이트 레벨의 회로는 디지탈 IC 칩의 조합으로 만들 수
있습니다. 앞서 설명드린 논리 게이트의 기능을 하는 IC가 거의 표준화되어
메이커마다 판매하고 있으니까요. IC는 한자어로 '집적회로'라고 부르기도
하며, 'Integrated Circuit'의 약자입니다. 여러가지 전자소자들이 하나의
조그마한 칩 안에 모여서 제작된 칩을 의미하지요. 그 중에서도 디지탈 IC
는 주로 실리콘으로 만들어진 저항, 다이오드, 트랜지스터들의 집합체라고
할 수 있습니다. 이와 같은 기본 소자들이 모여 게이트의 기능을 하는 IC가
되고 또 더 복잡한 기능을 하는 IC도 많습니다.
먼저 IC의 생김새부터 알아볼까요~ 각종 전자제품이나 컴퓨터 내부에 까맣
고 길죽하고 납작한 직사각형 모양의 패키지에 가는 금속 다리가 수십개 달
려 있는 것들 많이 보셨지요? 바로 그런 것들이 반도체 IC류입니다. 특히
아래 그림과 같이 직사각형 몸체 양쪽에 다리가 쭉 달려있는 형태의 IC를
DIP(dual-in-line-package, '딥'이라고 읽습니다)형 IC라고 하는데, 이것이
IC의 가장 흔한 형태입니다.
14 13 12 11 10 9 8 다리
│ │ │ │ │ │ │ ──┐
┌┴─┴─┴─┴─┴─┴─┴┐ ┌┴┐
│ │ │ │
노치┐├┐ SN74LS00 │ 아래│┌┤위
├┘ │ │└┤┘ 노치
│㟊 │ │ │
└┬─┬─┬─┬─┬─┬─┬┘ └┬┘
│ │ │ │ │ │ │ ──┘
1 2 3 4 5 6 7 다리
(a) 위에서 본 그림 (b) 앞에서 본 그림
DIP형 IC의 다리(핀) 번호는 위의 그림(a)에서와 같이 노치(움푹 들어간 부
분)이 있는 쪽을 왼쪽으로 하였을 때의 왼쪽 아래가 1번이고, 시계 반대방
향으로 돌아가면서 번호가 붙습니다. 그림에서와 같이 1번핀 위치에 동그랗
게 살짝 표시가 있는 경우도 있습니다. 그림 (b)에서 보면 다리가 ' "'자로
꺽여 있는데, 이 부분이 기판의 구멍에 들어가서 납땜에 의해 회로에 연결
되는 것이지요. 그리고 패키지 떰면에는 IC 이름이 씌여있는데, 위 그림에
서 예로 든 'SN74LS00'은 TTL 논리 게이트 IC중 4개의 NAND 게이트로 구성
되는 IC입니다.
과 IC는 칩 내부에 포함되는 소자의 많고 적음에 따라 다르게 구분하여 불
리기도 합니다. SSI, MSI, LSI, VLSI, ULIS 등이 바로 그런 것들이죠. 내부
의 게이트 수에 따라 대개 다음과 같이 구분합니다.
IC의 복잡도 내부게이트수
-------------------------------------------------
SSI(small-scale integration) 12이하
MSI(midium-scale integration) 12에서 99
LSI(large-scale integration) 100에서 9,999
VLSI(very large-scale integration) 10,000이상
이 중에서 LSI나 VLSI는 좀 대규모 칩(마이크로프로세서 등)을 나타낼 때
자주 사용되지만 SSI나 MSI란 말은 잘 안쓰고 그냥 IC라고 합니다. 컴
3-2 디지탈 IC의 종류
같은 동작을 하는 IC라도 내부 회로에 주로 사용되는 소자가 다를 수 있습
니다. 같은 NOT 게이트라도 바이폴라 트랜지스터(우리가 보통 트랜지스터라
고 부르는 PNP 또는 NPN형 실리콘 소자)로 구성할 수도 있고, FET(전계효과
트랜지스터)를 사용하여 구성할 수도 있습니다. 이와 같이 구성하는 내부
기본 소자가 달라지면 그 IC의 특성도 달라지므로 내부구성소자에 따라 IC
를 구분하기도 합니다. 크게 두가지로 나뉘는데, 바이폴라 트랜지스터를 사
용하는 IC를 '바이폴라 IC', FET를 사용하는 IC를 '유니폴라 IC'라고 하여
분류하고 있습니다.
(1) TTL IC
바이폴라 IC류중 가장 널리 쓰이는 IC의 규격이 바로 'TTL IC'입니다. TTL
은 'transistor-transistor logic'의 약자이구요. 먼저 DTL이라는 diode-
transistor logic이 초창기에 사용되었는데 현재는 사용되지 않으며, 이를
발전시켜 나온 TTL IC가 현재까지도 널리 사용되고 있습니다.
TTL IC는 '텍사스 인스트루먼트'(Texas Instrument 줄여서 TI)의 '74-' 시
리즈를 표준으로 하여 각 회사가 이것과 동등한 제품을 같은 번호를 붙여서
판매하고 있습니다. 위에서 예로 든 'SN74LS00'에서 맨 앞의 'SN'은 제조
회사에 따라 다르게 붙이고 있고, '74'는 74시리즈임을 나타내며, 'LS'는
74시리즈중의 하나의 규격(Lowpower Schottky)임을 나타내고, '00'은 74시
리즈중 NAND 게이트가 4개 내장된 7400과 같이 내부가 구성되어 있음을 표
시하는 것입니다. 이것을 다음의 표로 정리하였습니다.
S N 7 4 L S 0 0
~~~ ~~~
│ │
제조회사표시 특성규격
-------------- -----------------------------------
SN - TI사 없음 - 기본형(standard)
GD - LG전자 H - 고속(high-speed)
HD - 히타치 L - 저전력(low-power)
TD - 도시바 S - 쇼트키(Schottky)
MB - 미츠비시 LS - 저전력쇼트키(low-power Schottky)
... AS - 개선쇼트키(advanced Schottky)
ALS - 개선저전력쇼트키(advanced LS)
* HC - 고속CMOS(high-speed CMOS)
...
특성규격에 따라 IC의 동작속도라든지 소비전력이 달라지게 됩니다. 현재
가장 널리 사용되고 있는 것은 LS 타입입니다. 또 위의 표에 '*'표를 한 HC
타입은 내부가 바이폴라트랜지스터가 아닌 FET계열의 CMOS로 되어있습니다.
다만 74시리즈와 같은 기능을 하는 74HC시리즈는 TTL의 74시리즈와 같은 핀
번호를 갖기 때문에 표에서 언급하였습니다. 74HC시리즈는 74LS타입과 비
슷한 속도특성에 소비전력이 낮은 CMOS를 사용하므로 현재 LS타입을 대체하
여 널리 사용되는 추세입니다.
과 바이폴라형 IC에는 DTL, TTL 이외에도 ECL이라는 타입이 있습니다. ECL
은 고속, 고성능의 용도에 사용되는 것으로 트랜지스터의 비포화영역을 사
용하므로 비포화형 IC로, 또 DTL, TTL은 포화형 IC로 구분하기도 합니다.
참고로 알아두세요~ 뭐 모르셔두 되구요~ 컴
(2) CMOS IC
유니폴라 IC는 MOSFET를 사용하므로 MOS IC라고도 합니다. MOS는 metal-
oxide semiconductor의 약자입니다. 현재 사용되는 대규모 반도체 칩은 거
의 대부분 MOS형이라고 생각하여도 좋을 것입니다. 바이폴라 IC 기술은 동
작속도가 빠른 장점이 있지만 전력소모가 많은 단점이 있어, 게이트나 특수
한 고성능 IC를 제외하고는 잘 사용되지 않습니다. MOS에서 'CMOS'
(complementary metal-oxide semiconductor)형 IC는 소비전력이 매우 낮아
지는 특성이 있으므로 점차 사용 범위가 넓어지고 있습니다. 복잡한 대규모
IC류에는 아직 사용되지 않는 경우가 많지만 비교적 소규모 IC(게이트 IC
포함)에는 CMOS가 점차 보편화 되고 있습니다.
CMOS 디지탈 IC에는 고전적인 40시리즈가 제일 보편적입니다. 또 원래 TTL
인 74시리즈와 같은 번호, 같은 기능을 하도록 만들어진 74C, 74HC, 74HCT
타입도 현재 널리 사용되고 있습니다. 이것을 다음과 같이 정리하였습니다.
40시리즈: H D 1 4 0 1 1 74시리즈: G D 7 4 H C 0 0
~~~ ~~~~~ ~~~ ~~~
│ │ │ │
제조회사표시 40 또는 140 제조회사표시 특성규격
-------------- -------------- ---------------
TP - TI 뒤의 '11'은 SN - TI C - CMOS
GD - LG 이것이 4011 GD - LG HC - 고속CMOS
CD - RCA 즉, 4개의 HD - 히타치 HCT - 고속CMOS
MC - 모토롤라 NAND게이트로 TD - 도시바 TTL과 전기
TC - 도시바 구성됨을 MB - 미츠비시 적으로도
... 나타냄 ... 같은 특성
(CMOS에는 40시리즈 외에 45시리즈도 있습니다.)
3-3 실제 회로에서의 디지탈 IC
(1) TTL IC
모든 TTL IC에는 논리 입출력으로 사용되는 단자 외에 두개의 단자가 더 있
습니다. IC에 전원을 공급하는 'VCC'와 'GND'이지요. TTL IC는 직류 5V를
전원으로 사용하도록 규정되어 있습니다. TTL IC는 전원에 민감하므로 잡음
적고 5V에 가까운 전원을 사용하여야 성능을 보장받을 수 있습니다. 전원의
양극을 VCC에, 음극을 GND에 연결하여 VCC와 GND의 전위차가 5V가 되도록
연결하여야 IC가 제대로 동작하게 됩니다. 초보자들은 흔히 회로를 실제로
만들 때 VCC와 GND 등의 전원단자를 빼먹고 연결하지 않아 나중에 동작하지
않게 되는 실수를 저지르는 경우가 적지 않습니다. 주의하세여~
일단 전원이 연결되었으면 입력 단자의 논리 레벨과 IC의 미리 정의된 동작
에 따라 출력이 결정되게 되는데, 이 때 입력과 출력의 논리 레벨은 전압에
의해 결정됩니다. 입력 전압이 0V에서 0.8V 사이이면 논리 '0' 또는 LOW로
판단하게 되며, 입력 전압이 2V에서 5V 사이이면 논리 '1' 또는 HIGH로 판
정합니다. 만약 입력 전압이 이들 값이 아닌 중간값(0.8V에서 2V 사이)일
경우 IC는 입력이 0인지 1인지가 불분명하게 되어 올바른 동작을 하지 못하
게 됩니다.
과 TTL IC의 입력핀에 아무것도 연결하지 않은 상태라면 그 입력은 논리
'1'이 됩니다. 아래 CMOS IC의 경우와 비교하여 반드시 기억해 두세요~ 컴
(2) CMOS IC
모든 CMOS IC에는 TTL과 마찬가지로 논리 입출력으로 사용되는 단자 외에
두개의 단자가 더 있습니다. IC에 전원을 공급하는 'VDD'와 'VSS'이지요.
CMOS IC는 직류 3V에서 18V정도로 넓은 범위를 전원으로 사용할 수 있습니
다. TTL IC와는 달리 다양한 전원에서 동작할 수 있다는 것이지요.전원의
양극을 VDD에, 음극을 VSS에 연결하면 됩니다.
CMOS IC에서 전원 전압이 5V일 경우, 입력 전압이 0V에서 1.5V 사이이면
논리 '0' 또는 LOW로 판단하게 되며, 입력 전압이 3.5V에서 5V 사이이면
논리 '1' 또는 HIGH로 판정합니다. 만약 입력 전압이 이들 값이 아닌 중간
값(3.5V에서 5V 사이)일 경우 IC는 입력이 0인지 1인지가 불분명하게 되어
올바른 동작을 하지 못하게 됩니다. 단 HCT타입과 같이 TTL의 논리 판정
기준전압과 같은 기준으로 '0'과 '1'을 판단하는 특성을 갖는 CMOS IC도
있습니다.
과 MOS IC의 입력은 임피던스가 매우 높기 때문에 정전기 같은 약한 전류의
신호에 대해서도 민감한 반응을 보입니다. MOS IC의 입력은 정전기에 의해
서도 파괴될 수 있으므로 MOS IC를 보관할 때 도전성스폰지나 알미늄박으로
정전기로부터 보호하여야 합니다. 납땜할 때도 전기인두의 히터로부터의 누
설전류에 의해 파괴될 수 있으므로 히터의 절연도가 높은 인두를 사용하거
나, 소켓을 사용하여 IC의 핀에 직접 땜질을 하지 않도록 하여 보호하여야
합니다. 컴
과 MOS IC의 입력중 사용하지 않는 입력(예를 들어 74HC00의 4개의 NAND게
이트중 3개만 쓰고 나머지 한개는 안쓴다면 남는 두개의 입력단자)은 반드
시 VDD나 VSS에 연결하여두어야 합니다. 그렇지 않으면 이들 입력단자가 외
부 잡음에 민감하게 반응하여 같은 IC내의 다른 게이트의 동작에도 영향을
미칠 수 있습니다. 반면에 TTL IC는 입력에 아무것도 연결하지 않아도 논리
'1'의 상태가 되므로 동작에 아무 문제가 없습니다. 컴
<5> 게이트 IC
5-1 AND 게이트
디지탈 IC중 게이트 레벨로 구성된 소자가 많이 있습니다. 우선 AND 게이
트 IC에 대해 알아봅시다. 지난 시간에 설명드린 74시리즈에서는 7408이
대표적인 AND 게이트입니다. 7408 하나에는 2입력 1출력 AND 게이트가 4
개 들어있습니다. 물론 74LS08, 74HC08, 74ALS08 등도 모두 같은 구성을
갖고 있겠지요. 그림 1은 7408의 핀 구성입니다. 우선 전원핀으로 VCC(14
번핀)과 GND(7번핀)이 있고, 2입력 1출력짜리 AND 게이트가 4개니까 모두
12개의 핀어 더 더해져 모두 14핀으로 되어 있습니다. 그러니까 이 IC를
AND 게이트로 사용하려면 우선 VCC에 +5V, GND에 0V로 전원을 연결하고 4
개중 하나의 AND 게이트를 선택하여 입력과 출력을 다른 회로에 연결되도
록 하면 됩니다. 예를 들어, 1, 2번핀을 입력으로, 3번 핀을 출력으로 사
용할 수 있는데, 이 경우의 입출력 관계는 다음 표와 같이 됩니다.
입력 출력 그림 1 - 7408의 내부 구성
1번핀 2번핀 3번핀
-------------------
0V 0V 0V
0V 5V 0V
5V 0V 0V
5V 5V 5V
과 IC의 출력핀에 출력되는 전압은 정확히 논리 0에서 0V, 논리 1에서 5V로
되지는 않습니다. TTL IC의 입력이 0~0.8V의 전압을 논리 0으로, 2~5V를
논리 1로 받아들이도록 규정되어 있으므로 출력도 이 범위에 포함되는
한 IC나 회로 상태, 출력 전류에 따라 달라지게 됩니다~컴
과 실제 디지탈 회로의 게이트 표시방법은 여기서는 그림으로 보여드릴 수
가 없기때문에 자료실에 그림을 따로 올립니다. 자료실의 '7. 기타 Digi
tal 관련자료'에 DIGITAL5.ZIP이란 이름으로 올리겠습니다. PKUNZIP으로
압축을 풀면 DIGITAL5.PCX가 생기는데 이것을 그래픽 유틸리티로 읽어
그림을 보면 그림에 디지탈 논리 게이트와 그림 FIG.1(그림 1), FIG.2(
그림 2)... 가 씌어져 있읍니다. 내용과 함께 보시면 좋습니다~컴
과 이 밖에 3입력 1출력 AND 게이트가 3개 들어있는 7411도 있습니다. 이에
대한 더 자세한 내용이나 다른 74 시리즈 IC의 구성은 TTL IC 규격표에
서 찾아볼 수 있습니다. 규격표는 기술서적 파는데서 구입할 수 있으며,
각 IC 메이커에서도 규격집을 발매하고 있으니 이들 대리점에서도 구하
실 수 있을 것입니다~컴
5-2 그 밖의 게이트 IC
다음은 74시리즈(TTL)와 40시리즈(CMOS) 중에서 각 게이트에 해당하는 IC
의 번호와 구성을 정리하였습니다.
(1) AND 게이트
7408 : 2입력 AND 게이트 4개 -> 그림 1
7411 : 3입력 AND 게이트 3개
4081 : 2입력 AND 게이트 4개(CMOS)
4082 : 4입력 AND 게이트 2개(CMOS)
4073 : 3입력 AND 게이트 3개(CMOS)
(2) OR 게이트
7432 : 2입력 OR 게이트 4개
4071 : 2입력 OR 게이트 4개(CMOS)
4072 : 4입력 OR 게이트 2개(CMOS)
4075 : 3입력 OR 게이트 3개(CMOS)
(3) NOT 게이트
7404 : NOT 게이트(인버터) 6개 -> 그림 2
4069 : NOT 게이트 6개(CMOS)
(4) NAND 게이트
7400 : 2입력 NAND 게이트 4개
7410 : 3입력 NAND 게이트 3개
7420 : 4입력 NAND 게이트 2개
4011 : 2입력 NAND 게이트 4개(CMOS)
4012 : 4입력 NAND 게이트 2개(CMOS)
4023 : 3입력 NAND 게이트 3개(CMOS)
(5) NOR 게이트
7402 : 2입력 NOR 게이트 4개
7427 : 3입력 NOR 게이트 3개
4001 : 2입력 NOR 게이트 4개(CMOS)
4002 : 4입력 NOR 게이트 2개(CMOS)
4025 : 3입력 NOR 게이트 3개(CMOS)
(6) EX-OR 게이트
7486 : 2입력 EX-OR 게이트 4개
4030 : 2입력 EX-OR 게이트 4개(CMOS)
4070 : 2입력 EX-OR 게이트 4개(CMOS)
5-3 게이트 IC를 이용한 회로(그림 3)
이제 앞서 소개한 게이트 IC중 74LS08과 74LS04를 사용한 간단한 예제 회
로를 살펴볼까 합니다. 회로에서 AND는 74LS08로 구성하는데, 회로에 표
시된 핀번호(입력-1,2, 출력-3)와 그림 1의 핀 구성을 비교하여 보십시오.
74LS08의 3번핀(출력)은 74LS04의 3번 입력에 연결되므로 74LS04의 4번
출력의 결과는 74LS08 AND 출력을 반전시킨 값이 됩니다. 또한 74LS08의
2번 입력에 74LS04의 2번 출력이 연결되므로, 그림과 같이 구성된 회로의
입력은 74LS08의 1번핀과 74LS04의 1번핀의 두개가 되며, 출력은 74LS04
의 4번핀이 된다고 생각할 수 있습니다. 그럼 입력과 출력의 관계를 진리
표로 알아볼까요?
입력 중간값 출력
74LS04 74LS08 74LS04 74LS08 74LS08 74LS04 74LS04
1번 1번 2번 = 2번 3번 = 3번 4번 LED
-----------------------------------------------------------
0 0 1 0 1 OFF
0 1 1 1 0 ON
1 0 0 0 1 OFF
1 1 0 0 1 OFF
74LS04의 4번핀에는 1K옴의 저항과 직렬로 LED(발광다이오드)가 VCC와의
사이에 연결되어 있습니다(여기서 VCC는 IC에 공급되는 5V 전원을 의미합
니다). LED는 극성에 맞게 어느 정도(수mA)의 전류를 흘리면 빛이나는 다
이오드입니다. 이 회로에서는 74LS04의 4번핀이 0이 되어 0V에 가까운 낮
은 전위가 되면 VCC에서 4번핀으로 전류가 흘러 LED가 점등되게 됩니다.
출력이 0이 되는 경우는 74LS08의 1번 입력이 1이고, 74LS04의 1번 입력
이 0일 때 LED가 점등됩니다. 그러므로 입력에 연결된 스위치를 조작하여
SW1을 VCC에 접속시키고, SW2를 GND(IC에 공급되는 전원의 음극, 즉 0V를
의미합니다)에 연결 시키면 LED가 점등되며, 다른 경우에는 LED가 점등되
지 않습니다.
자, 이 회로를 실제로 구성하려면 어떻게 할까요? 먼저 74LS08, 74LS04
두개의 IC를 준비하고 전원을 연결합니다. VCC(14핀)을 5V에, GND(7핀)을
0V에 접속하면 되지요. 그리고 회로에 나와 있는 핀 번호에 맞춰 접속하
여야 할 핀끼리 연결하면 됩니다. 어때요? 간단하지요? 디지탈 IC로 구성
되는 회로는 이와 같이 비교적 간단히 구성할 수 있습니다.
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스크랩
디지탈의 기본 개념
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08.03.28 23:19
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