뇌를 자극하는 하드웨어 입문 - 7장 기억장치 실험

1. 개요
 이번 실험은 D-Flip Flop을 이용하여 RAM을 구현해 보는 것이다. 회로 전체가 하나의 RAM이 되는데 8비트 데이터를 2개 저장할 수 있는 2byte 메모리이다.

2. 회로도 및 부품
2.1 회로도

2.2 부품

 - 7805 레귤레이터, 10uF 콘덴서, 74LS374 2개, 74LS04 1개, 74LS08 1개
 - LED 8개, 330옴 저항 8개, 2K옴 저항 10개, 토글 스위치 1개, Push Button 스위치 1개, 8Bit Dip 스위치 1개


2.2.1 74LS374 설명 

74LS374는 D Flip-Flop이 8개가 들어가 있다. 옆 그림에서 처럼 D Flip-Flop이 8개가 배치되어 있고 11번 핀이 CK로 연결 된다. Output Control은 8개의 플립플롭을 동시에 출력시키는 기능이다.

D1~D8의 데이터가 저장되려면(Q1~Q8의 출력으로) Clock이 1이 되어야 한다.

Output Control 은 NOT 게이트와 연결이 되어 있어서 Output Control 에 0이 입력되어야 출력이 된다.










2.3 회로도 설명
2.3.1 전원부

전원부는 9V 입력이 7805 레귤레이터를 통하여 5V로 변환되며 9V 입력과 5V 출력에 10uF의 콘덴서가 붙어 있다. 이 콘덴서는 전압이 고르지 못하고 높낮이가 출렁거리는 현상인 채터링(맥류)를 흘려 보내 준다.

콘덴서가 충전과 방전을 거듭하면서 전압을 직류로 고르게 만들어 주는 것이다.






2.3.2 어드레스 토글 스위치 및 클럭 입력 스위치

A 부분이 저장 메모리의 어드레스를 토글하는 스위치이고 B 부분이 데이터 입력 Enable 시키는 스위치 이다. A 부분의 토글에 따라서 C와 D의 ~OE 입력이 반대로 들어가게 된다. (풀 업 저항, R41, R42) 중간의 NOT과 AND Gate에 의해서 토글 스위치의 어드레스에 따라서 B의 데이터 Enable 스위치가 C 또는 D에 영향을 주게 된다. 즉 A의 토글이 NOT을 거처서 AND Gate의 1 또는 0으로 입력되도록 되어 있어서 데이터 입력 스위치가 활성화 또는 비 활성화 되도록 해준다.


 2.3.3 데이터 입력 DIP 스위치

두개의 74LS374의 데이터 입력(C,D)에 풀다운(B)으로 DIP스위치가 연결 되어 있다.(A) 즉 Switch가 On이면 1로 입력이 된다.


2.3.4 데이터 출력 LED
두개의 74LS374의 데이터 출력은 LED에 연결되어 있고 LED를 보호하기 위해서 저항을 붙여 놓았다. V=IR에서 5V=I*330 으로 약 16mA가 흐르게 된다.

3. 회로 실험

1. 전원 입력 - 전원을 입력하면 74LS374의 출력은 모두 1로 초기화 된다.
2. 데이터 저장 - 데이터 저장 스위치를 누르면 DIP 스위치의 설정 값에 따라 데이터가 입력된다.
3. 어드레스 변경 - 토글 스위치를 변경하면 어드레스가 변경되고 다른 74LS374로 출력이 변경되고 초기화된 1로 출력된다.
4. 데이터 저장 - 데이터 저장 스위치를 누르면 DIP 스위치의 설정 값에 따라 데이터가 입력된다.
5. 어드레스 변경 - 토글 스위치를 변경하여 어드레스를 변경하면 이전에 저장된 데이터가 보여진다.(2의 데이터 저장)
6. 어드레스 변경 - 토글 스위치를 변경하여 어드레스를 변경하면 이전에 저장된 데이터가 보여진다.(4의 데이터 저장)