連関資料 :: デジタル回路
資料:5件
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デジタル回路
- デジタル回路 実験日 4月19,20,21日 実験場所 1301物理学生実験室1 実験環境 19日 気温：24.5℃ 湿度：73％ 20日 気温：25℃ 湿度：65％ 21日 気温：23.2℃ 湿度：63％ 目的 論理台数、真理値表、MIL記号などの論理回路の基本を学び、簡単な回路で論理回路の組み立てと動作を確認しICの使い方を理解する。そして、順路回路の動作を確認することである。 原理 1. 論理とプール代数 スイッチのオンオフや、ランプのオンオフのように二つの状態を取る回路を論理回路という。スイッチの状態を論理関数、スイッチの関数としてのランプの動作を論理関数という。このような論理回路がある入力に対してどのような動作をするかを考えるとき、有効の手段となるものに論理代数がある。 論理代数の基本的な演算は論理積、論理和、否定の3種類である。論理変数として入力にAとB、出力にYを用いるとそれらの演算は、以下のように表される。 演算 演算記号 表記 論理積 AND A・B 論理和 OR A+ B 否定 NOT A 2. MIL記号 デジタル回路の構成要素となる簡単かつ基本的な論理回路をゲートと呼ぶ。ゲートは通常MIL記号で表示される。AND、OR、NOTの演算を行う回路、また、ANDとORの出力にNOTを施したNAND、NORのゲートのMIL記号は図1のように書く。 図1 AND、OR、NOT、NAND、NORのMIL記号 すべての論理回路は、図2のようにしてNANDのみ、もしくはNORのみで構成することができる。これをNAND（NOR）は完全形を構成するという。 図2 NAND、NORから他の回路を合成する。 実験装置 IC (Integrated Circuit : 集積回路) よく使われる論理回路ICはTTLを用いた74シリーズとCMOSの74HCシリーズがある。この実験で使ったのは74シリーズのICである。TTL-ICは通常電源電圧(Vcc)5Vで動作させる。許容範囲は4.5~5.5Vである。 今回の実験では図4の5種類のICを用いた。 図3 74シリーズICの回路図 LED (Light Emit Diode : 発光ダイオード) 発光ダイオードは5~10mAの電流を流すと発光する。LEDでの電圧効果は通常のシリコンダイオードの0.6Vよりも大きく約2Vほどである。過大な電流を流すとダイオードの寿命が短くなるし、ICにもよくないので電流を制限するために330~470Vの抵抗を入れた。 JKフリップフロップ JKフリップフロップには図5に示すように、J、K二つの入力端子のほかにClockという入力端子とQ、Qの二つの出力端子がある。JKフリップフロップでは入力J、Kに値によって出力が決定し、出力Qの値が変化するのがClock端子に入力する信号に同期していることが特徴である。 図4 JKフリップフロップ ブレッドボード ・可変抵抗器 ・マルチメータ 実験内容 図5に示す回路でNANDゲートの入力特性を測定した。NAND7400を用いて、ゲート動作を確認した。 図6 図5 NAND回路 ブレッドボードに7400をさして、入力A、BをHigh(5V +)とLow(0V GND)にそれぞれ設定したときの出力C (Vo)をマルチメータで測定した。 ゲートA、Bとも接続せず電源を投入して出力電源を測定した。 Aを+に接続して、出力を測定。 A、Bとも+に接続して出力C (Vo)を測定。 Aを+にままBをGNDに接続して出力C (Vo)を測定。
- レポート 理工学 デジタル回路 論理台数 真理値表 MIL記号
550 販売中 2006/12/23- 閲覧(4,777)
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デジタル回路実験
- 1.目的 デジタル回路の基本的動作を理解する。回路の基本的動作を表現する方法と記号、真理値表、タイムチャートについて学ぶ。NAND, Flip, Flop, Counter, Adder回路の動作を実験的に確認し報告にまとめる。 2.理論 2.1デジタル量 アナログに対して、デジタルは最小の単位が決まっていて、最小単位の整数倍でものの量を表す。デジタル電子回路においては回路の電位の状態を二つの状態、電位の高い、低い(あるいはゼロ)で表すので、数学的には2進法で表される。またその組み合わせの状態はブール代数と呼ばれる論理数学で表現される。 2.3フリップフロップ回路 Flip Flop(以下F.F.と略記する)は1ビットの情報を記憶する素子でJとKの2入力とクロック入力端子Cpを持つものをJ-K F.F.と言う。図1にプリセット入力端子PRに“0”レベルを加えるとF.F.の出力端子Qはそれ以前のF.F.の状態に無関係に“1”になり、クリア入力端子CLRを“0”レベルにすると出力Qはそれ以前のF.F.の状態に無関係に“0”となる。PR、CLRともに“0”レベルにするとQ、 ともに“1”となり、PR、CLRが“1”にもどるとQ、 の状態はどちらかが“1”になるか定まらないので、PR、CLRともに“0”にする事は禁止されている。これらの状態を表2の真理値表と図2のタイムチャートに示す。タイムチャートは横に時間経過を表し、縦にそれぞれの位置の電圧でON、OFFの状態を表し、動作のタイミングを真理値表より明確に表す事が出来る。 2.4カウンター カウンタはパルスの数を計数する回路でデジタル回路に欠く事が出来ない重要なものの一つである。回路構成はF.F.を基礎としてF.F.一回路につき2進数1桁の計数が行える。このことからF.F.によるカウンタをバイナリイ・カウンタという。
- レポート 理工学 理論回路 NAND Flop Counter Adder
- 550 販売中 2005/07/25
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アナログ デジタル変換回路
- ＜概要＞ アナログ信号からデジタル信号、およびデジタル信号からアナログ信号に変換するための回路の仕組みおよびアナログ信号やデジタル信号を計測する方法について学ぶために、実際にDA変換回路、AD変換回路を実現し、オシロスコープなどを使ってその動作特性を調べた。 ＜方法＞ ・DA変換回路の動作特性 （１） 8ビットDAコンバータDAC0808およびオペアンプ714を用いて図１の回路をウィッシュボード上に実現、DAコンバータへの入力端子D0~D7を+５VまたはGNDに接続することで8ビットのデジタル入力（D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0）に対するアナログ出力を得た。いくつかのパターンに対する出力値を計測しこの回路の特性を調べた。 （２） ４ビット同期式カウンタ74LS163を２個用いて８ビット同期式カウンタをウィッシュボード上に実現正常に動いていることを確認した。 （３） ８ビット同期式カウンタの出力端子と、８ビットDAコンバータの入力端子を接続しカウンタの出力がアナログ値に変換されていることをオシロスコープで観測した。 ・AD変換回路の動作特性 （１） コンパレータLM3302および逐次比較レジスタHD14559Bを用いて、図２に示す回路をウィッシュボード上に実現、先に実現した図１のDA変換回路の入力端子とレジスタの出力端子を接続し、DA変換回路の出力端子は、コンパレータの（−）入力端子に接続コンパレータの（＋）入力端子には、周波数500Hz、1.28~3,06Vの矩形波を入力。オシロスコープに、入力波形、レジスタ出力D0~D7および比較終了信号EOCを入力し、EOC=’H’のときにアナログ入力値が8ビットのデジタル出力値に変換されていることを確認した。 （２） 逐次比較レジスタの出力値がアナログ変換されたDA変換回路の出力値についてもオシロスコープで同時に観測し、このレジスタの動作特性を調べた。
- レポート 理工学 回路 電子 AD DA
- 550 販売中 2006/03/09
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東工大：物理学実験 「デジタル回路」
- ディジタル回路を組み合わせ回路を作成することにより、回路の動作を確認する。また、ディジタル IC の動作条件について調べる。具体的には TTLと CMOS についてスレッショルドレベルとファンア ウト数を求める。 2.1 組み合わせ回路 まずはじめに、組み合わせ回路を作成する。NAND 回路の真理値表は表1のとおりである。このNAND 入力 A 入力 B 出力 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 表 1: NAND回路の真理値表 回路を用いて OR 回路を作成する。OR 回路の真理値表は表 2 のとおりである。ブール代数を用いれば、 NAND 回路は A と B という入力に対し論理積の否定 ¯A ¯B を返し、OR 回路は A + B を返す。 入力 A 入力 B 出力 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 表 2: OR回路の真理値表 次に図 1 のような回路を作成した。 図 1: NAND回路を組み合わせて作った OR 回路 この回路は A と B という入力に対し A A B B = ¯A ¯B = ¯¯A + ¯¯B = A + B 入力 R 入力 S
- 実験 回路 ロック NAND 種類 対応
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