디지털 논리회로(YENKA를 활용한)

이 책에 대하여



전기·전자·통신공학 전반에 걸쳐 필수적이고도 기본적인 전자회로 기초 및 디지털 논리회로를 다룬 책으로 기존의 디지털 논리회로에 비해 실습부분을 대폭 강화하였다. 기존의 전자회로 실습이나 디지털 논리회로 실습은 회로도를 이용해서 패턴도를 작성하여 기판에 부품을 배치하여 납땜작업을 하고 실험을 하는 방식이었으나, 본 교재는 Yenka라는 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 기존의 실습방법을 획기적으로 개선하였다. Yenka는 일반적인 전자회로나 디지털회로의 샘플 모델을 만들고 수정할 수 있으며 Yenka를 이용하여 다양한 콘텐츠를 개발할 수 있는 강력한 프로그램으로 영국을 비롯한 선진국에서 많이 사용되어지고 있다.



본 교재는 내용체계와 영역별 내용에 따라 다음과 같이 7개의 단원으로 편성하였다.

▶ Ⅰ장은 Yenka 프로그램 소개 및 설치방법에 대한 내용을 주로 다루고 있으며 Yenka Electronics의 기초인 회로이론 및 디지털 논리회로에 대한 쉽고 간단한 시뮬레이션으로 구성되어 있으며 샘플 파일에 대한 설명도 정리되어 있다.

▶ Ⅱ장은 디지털 시스템의 개요 및 데이터의 표현과 디지털 코드에 대한 이론과 실습으로 구성되어있다.

▶ Ⅲ장은 불대수와 논리게이트로서 불대수식을 바탕으로 논리식을 간소화하는 방법에 대해 설명하고 실습을 할 수 있게 되어 있다.

▶ Ⅳ장은 조합 논리회로의 설계를 다루고 있으며 연산회로를 중심으로 이론과 실습을 할 수 있게 구성하였다.

▶ Ⅴ장은 조합 논리회의의 응용으로 여러 가지 회로의 설계를 위한 이론과 실습을 할 수 있게 구성하였다.

▶ Ⅵ장은 순서 논리회로로 순서논리회로와 플립플롭, 레지스터, 동기식 카운터, 비동기식 카운터에 대한 지식습득과 실습을 할 수 있다.

▶ Ⅶ장은 메모리와 원칩 마이컴으로 메모리의 개요, ROM, RAM, PIC에 대한 지식습득과 실습을 할 수 있다.



위의 각 단원은 대단원으로 구성하고 대단원마다 수행과제, 학습정리를 두었다. 대단원을 다시 중단원으로 나누어 구성하였으며 학습목표와 실습을 두어 이론과 실습을 하는데 도움을 주도록 하였다.

Chapter 1. Yenka 프로그램 소개 및 설치방법

1. Yenka 프로그램

가. Yenka 프로그램

나. Yenka 특징

다. Yenka 구성

라. Yenka Electronics 구성도

마. Yenka 시뮬레이션 구성도

2. Yenka 프로그램 설치방법

가. 프로그램 다운받기

나. Yenka 실행하기

다. Yenka 초기화면

라. Yenka 프로그램 실행 아이콘 바 설명

3. Yenka Electronics 기초

가. 학습영역 선택하기

나. 학습 컨텐츠 모음 구조도

다. Yenka 회로 구성 방법

4. Yenka Electronics 활용하기

가. 침입자 경보 시스템 하우스

나. 10진 카운터 회로

다. 디지털 전자 주사위 회로

라. Full-wave AC Rectifier (브리지 정류회로 측정)

마. Overheating Alarm 회로

5. Yenka Electronics 학습 컨텐츠 소개

가. NE555 Timer IC를 사용한 비안정 발진회로

나. NE555 Timer IC를 사용한 단안정 발진회로

다. 10진 Counter 회로

라. Adder

마. 4-Bit Ripple Counter

바. D-type Flip-Flop Counter

사. Fire-Alarm

아. R-S Flip Flop을 사용한 현관 doorbell

자. Quiz Game

차. Digital 교통신호 제어회로



Chapter 2. 디지털 논리회로

1. 디지털 시스템의 개요

가. 컴퓨터의 개념

나. 컴퓨터를 이용한 데이터 처리 시스템

다. 컴퓨터 시스템의 분류

2. 진수의 변환과 연산

가. 진법

나. 진수의 상호 변환

다. 진수의 연산

라. 보수(Complement)를 이용한 연산

3. 데이터의 표현과 디지털 코드

가. 수치데이터 표현

나. 비수치(문자) 데이터 표현

다. 멀티미디어 데이터 표현



Chapter 3. 불 대수와 논리 게이트

1. 불 대수와 기본 논리 게이트

가. 불 대수

나. 기본 논리 게이

2. 불 대수의 정리와 드모르간의 정리

가. 불 대수의 정리

나. 드모르간(De Morgan)의 정리

다. 쌍대성(duality)과 컨센서스(consensus) 정리

3. 논리식의 간소화

가. 곱의 합 형식

나. 카르노 맵

다. NAND(NOR) 등가 회로

라. 집적회로

▣ 실습 III-1 기본 논리게이트

▣ 실습 III-2 분배 법칙 및 드모르간 정리

▣ 실습 III-3 기초적인 타이머 실험



Chapter 4. 조합 논리회로의 설계

1. 조합 논리회로

가. 조합 논리회로

나. 가산기와 감산기

2. 크기 비교기

가. 반비교기

나. 전비교기

다. n비트 비교기

▣ 실습 IV-1 조합 논리회로 설계

▣ 실습 IV-2 전가산기와 전감산기

▣ 실습 IV-3 4 bit 비교기



Chapter 5. 조합 논리회로 및 응용

1. 디코더(decoder)와 인코더(encoder)

가. 디코더(decoder)

나. 인코더

2. 멀티플렉서와 디멀티플렉서

가. 멀티플렉서

나. 디멀티플렉서(Demultiplexer)

3. 병렬 가산기

가. 병렬 가산기

4. 코드 변환기

가. BCD-3초과 코드 변환

나. 2진-그레이 코드 변환기

다. 그레이-2진 코드 변환기

라. 7세그먼트 표시기

▣ 실습 V-1 3 X 8 디코더

▣ 실습 V-2 BCD-3초과 코드 변환기



Chapter 6. 순서 논리회로

1. 순서 논리회로와 플립플롭

가. 순서 논리회로

나. 래치

다. 플립플롭

라. 비동기식 입력

▣ 실습 VI-1 RS 래치

▣ 실습 VI-2 D 플립플롭

2. 레지스터

가. 시프트 레지스터

나. 순환 레지스터

▣ 실습 VI-3 우방향 시프트 레지스터

▣ 실습 VI-4 병렬입력/병렬출력 레지스터

3. 동기식 카운터

가. 동기식 증가 카운터

나. 동기식 감소 카운터

다. 동기식 5진 카운터

라. 동기식 링 카운터

▣ 실습 VI-5 동기식 증가 카운터

▣ 실습 VI-6 동기식 5진 카운터

4. 비동기식 카운터

가. 비동기식 증가 카운터

나. 비동기식 BCD 카운터

▣ 실습 VI-7 비동기식 감소 카운터



Chapter 7. 메모리와 원칩 마이컴

1. 메모리의 개요

2. ROM(Read Only Memory)

가. ROM의 동작원리

나. ROM의 구조

다. ROM의 종류

3. RAM(Random Access Memory)

가. RAM의 동작원리

나. 정적램(Static RAM)

다. 동적램(Dynamic RAM)

4. PIC

가. PIC16F84의 구조

나. PIC16F84의 명령어 개요

다. PIC16F84의 명령어

라. Yenka를 활용한 PIC 실습

▣ 실습 VII-1 온도센서 만들기

▣ 실습 VII-2 도난경보 시스템



부록. Modeling in 3D with Yenka PCBs

1. PCB Design 시작하기

2. PCB Board 생성하기

3. 회로도 그리기

4. PCB Update

5. PCB 작업하기

6. Yenka로 PCB Update 작업하기



부록2. 정답 및 해설

정답 및 해설

참고문헌

최종길