SR 플립-플롭

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Ch. 5
순차 논리회로
- 조합논리회로는 회로의 이전 상태에 상관없이 현재의
입력상태에 의해서만 출력이 결정되는 회로
- 순차논리 회로는 이전의 결과가 현재의 결과에 영향을 미치는 점이 다르다
- 순차논리 회로는 기억능력을 갖는 플립-플롭(flip-flop)이라는 기억소자를
사용
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플립 – 플롭 (flip – flop)
- 플립-플롭은 1비트의 정보를 기억할 수 있는 소자
- 구성형태에 따라 레벨 트리거(level trigger) 플립-플롭, 주종(master-
slave) 플립-플롭, 에지 트리거(edge trigger) 플립-플롭 등으로 구분
- 동작특성에 따라 S-R플립-플롭, J-K플립-플롭, T플립-플롭, D플립-플롭
으로 구분
- 에지 트리거(edge trigger) 플립-플롭 : “Racing" 그림 17의 ②부분
(PGT:Positive Going Transition) 또는 ③부분(NGT:Negative Going
Transition)에서만 동작하도록 설계
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S-R 플립 - 플롭
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J–K 플립 - 플롭
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T 플립 - 플롭
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T 플립 - 플롭
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비동기 입력
클럭펄스나 입력조건에 관계없이 독립적으로
플립-플롭의 상태를 “0” 또는 “1” 의 상태로 조정할 수 있는 경우의
입력을 비동기 입력이라 하며, “CLR" 과 "PRE"의 2가지가 사용된다
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S-R 에서 D 플립-플롭으로의 변환
* 입력 D=0 일 때 : 입력 S=0, R=1
: S-R 플립-플롭의 출력은 “0” 이 되므로 이는 D 플립-플롭의 입력이 “0” 일 때
출력이 “0” 이 되는 경우와 같다.
* 입력 D=1 일 때 : 입력 S=1, R=0
: S-R 플립-플롭의 출력은 “1” 이 되므로 이는 D 플립-플롭의 입력이 “1” 일 때
출력이 “1” 이 되는 경우와 같다.
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S-R 에서 J-K 플립-플롭으로의 변환
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카운터
 카운터(계수기:Counter)는 플립-플롭을 직렬 또는 병렬로 연결하여 2진수를
셈하는 회로로 순차논리 회로의 특성을 이해하는데 유용하게 사용
 비동기식 카운터 : 사용하는 플립-플롭을 직렬로 연결하여 클럭 펄스를 첫 번째
플립-플롭에만 공급하고 다음 플립-플롭의 클럭 펄스는 앞단에서의 출력을 사용.
회로가 간단한 반면 각 단에서의 전달지연 시간이 누적되어 전체 회로의 속도가
떨어져 고속의 카운터 구성에는 어려움
 동기식 카운터 : 각각의 플립-플롭에 클럭 펄스를 별도로 공급하는 병렬형으로
구성되어 고속 동작이 가능하나 이에 따른 부가회로가 상대적으로 복잡
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비동기식 카운터 설계
① 사용할 플립-플롭의 종류를 결정
: 대부분의 경우, J-K, T 플립-플롭의 토글(Toggle) 특성을 이용
② 카운터의 MOD 수에 따라 플립-플롭의 개수를 결정
: 예를 들어, MOD 4 인 경우에는 22=4 이므로 2개의 플립-플롭이,
MOD 7 인 경우에는 23=8 이므로 3개의 플립-플롭이 필요
③ 사용되는 플립-플롭을 직렬로 연결한 후, 첫 단에는 클럭 펄스를 연결하고
둘째 단부터는 앞단의 출력을 클럭 펄스로 사용
④ MOD 수가 2n의 수가 아닐 경우에는 비동기 입력 “CLR" 나 ”PRE" 를
사용 하여 회로를 구성
⑤ 구성된 회로에 대한 출력파형을 그려, 결과를 확인
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비동기식 카운터 설계
[예제 5-2] M0D-4 의 비동기식 카운터를 설계하시오.
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비동기식 카운터 설계
[예제 5-3] M0D-8 의 비동기식 카운터를 설계하시오.
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비동기식 카운터 설계
[예제 5-5] M0D-5 의 비동기식 카운터를 설계하시오.
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비동기식 카운터 설계
[예제 5-7] M0D-7 의 비동기식 카운터를 설계하시오.
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동기식카운터 설계
동기식 카운터의 설계는 다음과 같은 절차를 따르게 된다.
① 사용할 플립-플롭의 종류를 결정한다.
② 사용할 플립-플롭의 수를 결정한다.
③ 카운터의 계수 순서에 따라 각 클럭펄스에서의 현재 상태와 다음 상태를
표시하는 상태표를 작성한다.
④ 상태표에 의해 각 플립-플롭의 입력조건을 결정한다.
⑤ 카르노도를 이용하여 각 플립-플롭 입력의 결선조건을 간략화 한다.
이때 카운터의 상태에서 빠져있는 입력조건은 무정의항으로 처리한다.
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동기식카운터 설계
표 27. 플립플롭의 출력변화에 따른 플립플롭 입력 (× : 무정의항)
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동기식카운터 설계
[예제 5-9] 0→1→2→3→4 의 순서로 카운트되는 동기식 카운터를
S-R 플립 -플롭, J-K 플립-플롭, T 플립-플롭을 이용하여
설계하시오.
(1) SR 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
(2) JK 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
(3) T 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
[예제 5-13] 0→2→4→6 의 순서로 카운트되는 동기식 카운터를
S-R 플립 -플롭, J-K 플립-플롭, T 플립-플롭을 이용
하여 설계하시오.
(1) SR 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
(2) JK 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
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동기식카운터 설계
(3) T 플립-플롭
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동기식카운터 설계
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