디지털공학실험
3주차 예비보고서
학번: 20231907
이름: 김무진
1. 실험 주제:
- AND, OR, NOT 게이트를 활용하여 NAND, NOR, XOR 게이트를
구현
2. 실험 기초 이론:
1) 게이트의 종류
(1)
AND GATE
AND GATE는 논리곱이라고도 부르며 두 개의 입력이 모두 1일 때, 1
일 출력되는 게이트이다.
논리식: F = AB
(2-1) AND GATE의 기호
(2)
OR GATE
OR GATE는 논리합이라고도 부르며 두 개의 입력 중, 한 개라도 1이
있다면 1이 출력되는 게이트이다. 두 입력이 모두 0일 때만 출력이 0
이 된다.
논리식: F = A + B
(2-2) OR GATE의 기호
(3)
NOT GATE
NOT GATE는 inverter 라고도 부르며 입력값을 반전시켜 출력시키
는 게이트이다. 입력이 0 이면 1이 출력되고, 입력이 1이면 0이 출
력된다.
논리식: F = A’
(2-3) NOT GATE의 기호
(4)
NAND GATE
NAND GATE는 not gate와 and gate의 결합이라고 볼 수 있다. 논리
곱의 반대를 의미한다. and 게이트의 반대로 입력이 둘 다 1일 때 0
이 출력되고 입력 중 하나라도 0이 있다면 1이 출력된다.
논리식: F = (AB)’
(2-4) NAND GATE의 기호
(5)
NOR GATE
NOT 게이트는 NOT GATE와 OR GATE의 결합이다. 논리합의 반
대를 의미하며 NOR GATE는 두 개의 입력이 모두 0일 때 출력이
1로 발생하고 나머지 경우에는 모두 0이 출력된다.
논리식: F = (A+B)’
(2-5) NOR GATE의 기호
(6)
XOR GATE
XOR GATE는 배타적 논리합이라고도 부른다. Exclusive or라고도 하며
두 개의 입력이 다를 때에만 1이 출력되고 입력이 같다면 0이 출력되
는 GATE 이다.
논리식 : F = A’B + AB’
(2-6) XOR GATE의 기호
2) 드모르강의 법칙
드로므강의 법칙은 부울 함수를 변환하는데 사용되는 함수로 논리회
로에서 합의나 곱의 형태를 서로 바꾸어서 식을 단순화하는데 유용하
다. 기본적인 식의 변환 형태는 다음과 같다.
- (AB)’ = A’ + B’
A와B의 곱의 INVERSION은 각각의
INVERSION의 합과 같다.
- (A+B)’ = A’B’
A와B의 합의 INVERSION은 각각의
INVERSION의 곱과 같다.
3) 실험 기기 및 부품
74x00
1
74x02
1
74x04
1
74x08
1
74x32
1
74x86
1
1.5k 저항
1
4) 예비 보고
1. AND, OR, NOT 게이트를 이용하여 NAND, NOR, XOR 게이트를
구현하는 방법을 기술하라.
2. NAND 혹은 NOR 게이트를 사용하여 AND, OR, NOT 게이트를
구현하는 방법을 기술하라.
5) 실험값 예측
<1>
(1) Logisim 회로
위 회로는 4개의 서로 다른 입력과 2개의 출력값을 나타내고, NAND
GATE, NOR GATE, XOR GATE, NOT GATE가 사용되었다.
(2) 진리표
출력 y의 값은 XOR GATE와 NOT GATE가 이어진 형태이므로 OR
GATE와 같은 결과값을 출력한다. 따라서 입력 c,d의 값 중 하나
라도 1이 있으면 1이 출력된다.
(3) 카노맵
(4) 부울식
<2>
1) Logisim 회로
위 회로는 3개의 입력과 2개의 출력, 그리고 NAND GATE, NOR
GATE, OR GATE, NOT GATE로 구성 되어있다.
2) 진리표
3) 카노맵/부울식
x의 카노맵
y의 카노맵
부울식 : abc’
디지털공학 실험
2주차 결과 보고서
학번: 20231907
이름: 김무진
1) 실험 과정 및 결과
(1) 실험 1
[사진1-1] 실험1 사진
위 사진들에서 7408 (AND GATE)에 1A, 1B에 input A와 B를 연결하
였고 1Y에 OUTPUT F를 , 7에 그라운드를 , 14에 VCC를 연결하여 회
로를 구성하였다.
첫번째 왼쪽사진의 경우, AND GATE의 두 입력이 모두 0인 상태이기
대문에 출력 또한 0이 나온 모습이고, 두번째 오른쪽 사진의 경우
AND GATE의 두 입력이 모두 1인 상태여서 출력 또한 1이 나온 것을
다이오드에 불이 들어온 것으로 확인할 수 있었다.
(2) 실험 2
[사진 1-2] 실험2 사진
실험 2의 경우, 앞서 했던 실험 1 회로에서 AND GATE의 출력을 새로
운 또 다른 GATE인 OR 게이트의 입력 중 하나로 연결했고 AND
GATE에 연결되어 있는 두개의 입력 외에 다른 입력 하나를 추가하여
출력을 나타내는 회로를 구성하였다.
왼쪽 사진의 경우 AND GATE의 입력이 모두 0이지만, OR GATE로 입
력되는 또 다른 입력이 1이기 때문에 출력도 1이 되어 발광 다이오드
에 불이 들어온 모습이고 오른쪽 사진의 경우 AND GATE의 두 입력
모두 1이 되어 AND GATE를 통과하여 OR GATE로 입력되는 입력이 1
이어서 발광다이오드에 불이 들어온 것을 확인한 장면이다.
[사진 1-3] 실험2 사진
사진 1-3에서, 왼쪽 사진은 AND GATE의 두 입력과 OR GATE로 들어
가는 또 다른 입력 총 3개의 입력이 모두 1인 경우이다. 다음과 같은
경우에 역시 OR GATE의 입력이 11로 통과되기 때문에 발광 다이오
드에 불이 들어왔고, 오른쪽 사진의 경우 AND GATE의 두 입력 중,
하나만 1이 된 상황이다. AND GATE의 경우 두 입력 모두 1이어야 1
이 출력되는 GATE이기 때문에 위 사진의 경우 0이 출력되어 발광 다
이오드에 불이 들어오지 않았고, 사진에서 누르고 있는 스위치 뿐만
아니라 AND GATE의 다른 스위치 하나만 눌러도 같은 상황이 발생할
것이다.
2) 실험 고찰
실험을 바탕으로 브레드보드를 이용하여 AND GATE와 OR GATE를
활용한 회로들을 직접 구성하여 이러한 회로들에 대해 이해할 수 있
었다. 또한 위 회로에서 사용된 pull up / pull down resistor이나 디지
털 게이트들에 대해 자세히 이해할 수 있었다.
실험 과정에서 브레드보드를 사용하는데 익숙하지 않아서 회로 부품
들을 연결하고 원하는 출력을 얻어내는데 약간의 어려움이 있었지만
부품들 간의 연결 방식이나 전체적인 회로의 완성도에 더 집중하면서
실험을 진행했고 원하는 결과를 얻어낼 수 있었다고 생각한다.
