7. 전체회로도 8. 역할 및 계획

2. 7. 전체회로도 8. 역할 및 계획

4. - 0.01초까지 측정 • - 카운터를 이용하여 숫자를 증가시킴 • - 버튼1 : STOP/RUN • 버튼2 : LAP TIME • 버튼3 : RESET • - 동작 중에 버튼2를 누르면 랩타임을 저장하고버튼1(stop)을 누르고 버튼3번을 누르면 RESET됨

5. 디지털회로로 구성된 일반적인 디지털 스톱워치는 단일 칩을 사용할 수 있지만, 그것은 현재의 설계목표방향과는 맞지 않는 것으로 조합논리회로와 순서논리회로를 이용하여 설계를 해보기로 함 디지털 스톱워치를 설계하기 위해서 기본적으로 필요한 것이 무엇인지 알아보자.

7. 1. (동기식 카운터 설계) 동기식modulo-N 카운터 설계 2. *6진 up동기카운터

8. 초 설정 • 0에서 59까지 카운트 하여 디지털 스톱워치의 초 자리를 구성한다. • 분 설정 • 초 자리에서 나오는 자리올림 값으로 60진 카운터를 구성 • 0진 카운터를 초의 설계와 직렬로 설계하여 0에서 59RK지 카운트로 • 분 자리를 나타낸다. • (3) 시 설정 • 분에서 나오는 자리올림 값으로 10진 카운터를 설계한다.

9. * 555 Timer 회로 타임회로는 어떤 시간 간격을 잡아 상태를 판단 하거나 다음 동작에 들어가는 경우에 필요한 시간 간격을 만들어 내는 회로를 말한다. 여기서 사용된 IC 555 타이머 회로는 비안정(astable)과 단안정(monostable)회로로 사용할 수 있다.

10. * 555 Timer 회로 위 그림은 비안정 멀티바이브레이터로서 발진주파수와 duty cycle은 두 개의 외부저항 Ra, Rb 와 한 개의 타이밍 콘덴서 C에 의해 간격을 조절할 수 있기에 콘덴서에 충전(t1)*방전(t2)되는 시간에 따라 발진 주파수를 구할 수 있다.

11. * 크리스탈 발진기와 분주회로 크리스탈 발진기란 일정 전압을 가하면 항시 동일한 사인파를 생성시키는 주파수 제너레이터 역할을 하는 부품. 크리스탈 발진기는 주변온도나 습도, 공급전압의 변동에 변화가 미미하여 안정된 주파수를 얻음. 이 발진주파수는 내부 수정편의 두께와 깎을 때 각도에 의해 결정되는데 두께가 얇을수록 주파수가 낮아진다.따라서 낮은 주파수를 만들지 못하고 분주회로로 낮추어 사용하는 것이다.

12. * 크리스탈 발진기와 분주회로 예로서 디지털 스톱워치 회로 발진부에 가장 흔하고 저렴한 크리스털 10Mhz가 발진한다. 여기에 2개의 10진 카운터 회로를 내장한 IC74390을 사용하여 1/100분주씩 2개의 IC와 IC7490의 1/10분주를 통하여 주파수를 감소시켜 100Hz의 주파수가 나오도록 설계한다. 이 주파수 신호(100Hz)를 활용하여 0.01초의 시간을 맞추는 스위치로 연결하여 사용한다. 분주란 입력 신호를 카운터 회로를 이용하여 원하는 신호인 더 느린 클록 신호로 바꾸어 주는 것이다. 예로서 가정용 교류전기 AC 220V 60Hz에서 60Hz의 주파수를 이용하여 디지털 스톱워치를 제작할 때 1/10분주와 1/6분주를 사용함으로 1hz, 즉, 1초의 시간을 얻을 수 있기에 디지털 스톱워치 제작에서 초 단위 회로에 사용한다.

13. 각각의 카운터회로에서 Segment 디코더/드라이버로 데이터가 이동할 때 원하는 순간 이 데이터를 레지스터회로에 입력한다면 저장하는 것이 가능해 지는 것이다. 그리고 CLK입력에 의해 저장된 정보를 불러올 수 있다. 이에 적당한 것이 병렬입력-병렬출력(PIPO)시프트 레지스터이다. 동시에 입력되어지는 BCD데이터 비트가 레지스터에 입력되어 동시 클럭되면 출력 데이터는 병렬로 출력되는 시프트 레지스터이다. 스톱워치에 사용되는 카운터는 6진 혹은 10진 카운터이기 때문에 하나의 세그먼트당 4비트의 레지스터가 필요하다.

15. ○ 랩타임 저장 방법2 7490의 출력 를 IC 74193의 초기입력 에 연결하여 CPU=CPD=1, CLR=0으로 유지하여 LOAD에 입력 0이 들어 갈 경우 신호가 저장되어 로 출력동작 되도록 설계하였다. 아래의 그림은 시뮬레이션으로 돌린 동작의 상태이다.