Page 5 고등학교 디지털 논리 회로 브로슈어

디지털 논리 회로

프로젝트 대단원 평가

프로젝트 대단원 평가 문제 정답 및 해설 266쪽
프로젝트
학습 학습 논리 회로도 작성 및 회로 제작하기 w w
③ 모둠원별로 입출력 변수를 정의하고 진리표를 작성하여 논리식을 유도하고 간소
화하는 작업을 한 후 논리 회로도를 작성해 본다.
다음 조건에 따라 프로젝트를 실행해 보자. ④ 각자가 만든 논리 회로도 중에서 가장 잘 작성된 논리 회로도를 선정한다. 선택형 서술형 직업기초능력 평가
각 모둠은 선정한 과제에 대하여 시스템을 분석하고 변수를 정의하여 논리 회로도를 작성한다. ⑤ 논리 회로도를 보고 소요 재료 및 장비 목록을 작성한다.
01 일상생활에서 아날로그와 가장 밀접한 관계가 있는 08 아날로그와 디지털 처리 시스템의 구성도이다. 빈칸 11 라디오 방송을 디지털 기기 스마트폰 앱(APP)으로
작성한 논리 회로도를 이용하여 브레드보드에 부품과 배선을 연결하여 실제로 작동하는 회로를 제작한다. 05 보기 의 ( ) 안에 들어갈 말을 차례로 나열한 것으
것은? (가), (나)에 들어갈 적절한 장치를 쓰시오. 청취하는 과정을 도식화한 것이다. (가)~(라)의 설명
회로 제작 시 입력 신호는 푸시 버튼 스위치를 활용하고 출력 신호는 LED로 표시되도록 한다. 회로를 보호하기 로 옳은 것은? 으로 옳은 것을 보기 에서 고른 것은?
위하여 입력 측에는 저항 1kΩ을, 출력 측에는 LED 전단에 330Ω 저항을 삽입하여 제작한다. 필요 지식 w ① 숫자 w ② 문자 보기 아날로그 아날로그
③ 사칙 연산 ④ 이산적 정보 컴퓨터에서 소리를 처리하기 위해서는 아날로그 형태 입력 아날로그 신호 처리 출력
논리 회로도 작성 절차 ⑤ 연속적인 물리량 인 소리 데이터를 디지털 형태로 변환하기 위해 ( ㉠ ),
( ㉡ ), ( ㉢ )의 과정을 거쳐야 한다. 아날로그 신호 아날로그 시스템
과제 선정 다음 세 가지 과제 중에서 각 모둠은 한 가지 주제를 선정하고 그 이유를 발표해 ① 논리적으로 작동하는 시스템의 입출력 특성을 분석한다. ( ㉠ ): 아날로그 신호를 일정한 시간 간격으로 잘라 낸다.
본다. ② 입력과 출력의 변수를 각각 정의한다. ( ㉡ ): ㉠을 통해 얻은 표본값을 디지털화할 수 있는 (가) (나) (가) (나)
값으로 처리한다.
(1) 지하철에는 시민들의 안전을 위하여 스크린 도 ③ 정의된 입력 변수의 수에 따라 입력이 가능한 조합을 만든다. 그리고 입력 조합에 ( ㉢ ): ㉡에 의해 처리된 값을 0과 1로 이루어진 2진 디지털 신호
어가 설치되어 있다. 이 스크린 도어는 지하철 대응하는 출력값을 설정한 다음 진리표를 작성한다. 수로 표현한다. 디지털 디지털
02 아날로그와 디지털을 구분할 때 성격이 다른 하나는? 디지털 신호 처리
이 정차 위치에 정지하면 문이 열리고, 그렇지 ④ 진리표의 출력 변수가 논릿값 ‘1’을 갖는 항의 최소항들을 구한 후 최소항들을 OR 입력 출력
㉡
㉠
않으면 열리지 않는다. 그리고 스크린 도어가 연산자로 연결하여 논리식을 세운다. ① 전류 ② 곡선 ③ 소리 ① 양자화 표본화 부호화 ㉢ 디지털 시스템 (다) (라)
열린 후에만 출입문이 열리고, 그렇지 않으면 ④ 숫자 ⑤ 전압 ② 표본화 부호화 양자화 보기
출입문이 열리지 않는다. 난이도 상 ③ 표본화 양자화 부호화 ㄱ. (가)는 DJ의 음성 신호를 연속적인 물리량으로 나
타낸 아날로그 신호이다.
(2) 어떤 가수 오디션 프로그램에서 심사 위원은 4 실행하기 Ⅰ 논리 회로도 작성하기 ④ 양자화 부호화 표본화 ㄴ. (나)는 (가)를 일정한 시간 간격으로 표본을 추출한
명이다. 참가자의 합격과 불합격 여부는 심사위 ⑤ 부호화 양자화 표본화 것이다.
원이 ‘O’ 혹은 ‘X’ 버튼을 눌러서 결정된다. 4명 논리 회로도 작성 수행 방법 09 아날로그 신호와 디지털 신호의 차이점을 간단히 서 ㄷ. (다)는 (나)의 값에 각각의 음량을 컴퓨터가 처리할 수
있도록 0과 1의 2진 데이터로 변환하는 단계이다.
중 3명 이상이 합격 버튼을 누르면 통과되고 그 03 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 장치는?
• 논리 변수 결정, 진리표 작성, 논리식 세우기, 논리 회로도 작성 순으로 작업을 진행 술하시오. ㄹ. (라)는 (다)의 추출한 신호에 각각의 음량 레벨을 정
렇지 않으면 실패가 된다. 난이도 중 한다. ① 비교기 06 다음의 집적 회로 중 집적 소자가 가장 많은 것은? 숫값으로 표현하는 단계이다.
① LSI ② MSI ③ SSI
② 부호기(encoder)
① 변수 정의하기 ① ㄱ, ㄴ ② ㄱ, ㄷ
(3) 이 중국집은 점심시간에 자장면과 짬뽕만 주문 ③ 해독기(decoder) ④ VLSI ⑤ ULSI ③ ㄴ, ㄷ ④ ㄴ, ㄹ
을 받는다. 그리고 여러 명이 같이 오면 한 종류 입력 변수: ( ) ④ 아날로그 디지털 변환기
로만 주문을 해야 한다. 친구들 8명이서 자장면 출력 변수: Y ⑤ 디지털 아날로그 변환기 07 TTL과 CMOS 소자에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? 10 디지털 시스템의 장단점을 각각 한 가지씩 간단히 쓰
이나 짬뽕을 주문한다고 할 때 5명 이상이 원하 12 전자시계는 배터리 소비 전력이 적은 디지털 IC 회
는 것으로 주문을 통일하려고 한다. 난이도 하 ② 진리표 작성 ① TTL은 NPN형과 PNP형이 있다. 시오. 로를 이용한다. 다음 TTL과 CMOS의 특성을 비교한
•입출력 변수를 기록하는 칸은 필요에 따라 가감하여 활용한다.
② TTL은 바이폴러형이라고도 한다. 장점 : 표에서 옳지 않은 것은?
③ 동작 전압은 TTL이 3~18V 범위가 넓고 CMOS
입력 출력 는 5V 정도이다. 종류 TTL CMOS
Y 04 ◯◯공업고등학교 한 학년은 250명이다. 2진수로 코 특성
준비하기 계획하기 드를 부여한다면 최소 몇 비트가 필요한가? ④ 소비 전력 측면에서 볼 때 TTL이 CMOS에 비해 단점 : ① 전달 지연 시간 짧다(약 10ns) 길다(약 100ns)
3~18V
5V
소비 전력이 많다. ②
동작 전압
① 6비트 ② 7비트 ③ 8비트 ⑤ CMOS는 N채널과 P채널 2종류가 있으며, 이 2 ③ 소비 전력 적다 많다
① 모둠별로 회의를 통하여 주어진 조건들을 분석하여 과제를 선정한다. ④ 입력 저항 낮다 높다
② 모둠별로 선정된 과제에 대한 효율적인 논리 회로도 제작 절차에 대하여 토론해 ④ 9비트 ⑤ 10비트 종류를 조합한 것이다.
본다.
126 Ⅳ. 논리 회로 설계 프로젝트 학습 127 26 Ⅰ . 디지털 시스템 대단원 평가 문제 27
대단원에서 학습한 내용을 기초로 과제를 선정하였으며, 학습 내용 확인뿐만 아니라, 직업 상황에서의 문제 해결 역량
역할 분담과 협업을 통해 실행 과정을 거쳐 제작·발표할 수 을 평가하기 위한 문제로 구성하였습니다.
있도록 구성하였습니다.
실습 과제 탐구 과제
실습 과제 불 대수의 분배 법칙과 회로도 탐구 과제 생활 주변의 디지털 전자 기기 사례 조사
학습 목표 • 실험 · 실습 방법을 통하여 불 대수의 기본 법칙 중에서 분배 법칙에 대한 학습 내용을 PB A PB B PB C 학습 목표 생활 주변의 디지털 전자 기기의 사용 사례를 알 수 있다.
실물로 구현하고 정리할 수 있다. SW SW SW Y 1 TP-Y 1
• TP점의 전압을 전압계로 측정하여 기록하고, LED 논리(점등 시 ‘1’, 소등 시 ‘0’)를 기록할 Y 1 SN7432
수 있다.(단, 스위치는 off-‘0’, on-‘1’이다.) TP-A SN7408
TP-Y 2 +
Y 2 필요 지식 디지털 전자 기기의 신호 처리 방법을 안다.
필요 지식 불 대수의 실습에 사용되는 IC 7408은 AND 게이트 4개, IC 7432는 OR 게이트 4개가 내 TP-B SN7408 - 5V
장되어 있고 전원(Vcc)은 14번, 접지(GND)는 7번 핀을 가지는 구조로 되어 있다. SN7432 R3 R3
핀 배치도(pin arrangements) IC배치 브레드보드용 심벌 TP-C 330 330 전압 전압
※부품면 - R1 R2 R3 연속적인 불연속적인 표현
V Vcccc 1 144 B B44 1 133 A A44 1 122 Y Y44 1 111 1 100 B B33 A A33 9 9 Y Y33 8 8 V Vcccc 1 144 B B44 1 133 A A44 1 122 Y Y44 1 111 B B33 1 100 A A33 9 9 Y Y33 8 8 14핀용 PB SW 1K 1K 1K LED 2 LED 1 표현
1 14
SN7408 SN7432 시간 시간
A A11 11 B B11 2 2 Y Y11 3 3 A A22 4 4 B B22 55 Y Y22 66 7 7 G GNNDD A A11 11 B B11 22 Y Y11 3 3 A A22 44 B B22 55 Y Y22 66 G GNNDD 7 7 그림 1 분배 법칙
7 8
아날로그 신호 디지털 신호
결과 정리 <분배 법칙 결과표>
재료·자료 및 기기 • IC 7432(1개), IC 7408(1개), 저항(330Ω, 2개), 저항(1KΩ, 3개), PB 스위치(2P, 3개), 입력 변수 출력값 수행 순서 및 ✽ 실생활에서 접하는 대부분의 신호가 아날로그임에도 불구하고 디지털 신호로 처리할 경
(장비·공구)
LED(적색 1개, 청색 1개), 브레드보드(1개), 점프선(브레드보드용, 1m) 결과 정리 우 신호의 조작이 단순하고 신호를 다양하게 처리할 수 있다.
•직류 전원 공급 장치(0∼30V/1A, 1대), 회로 시험기(1대), 개인 공구 SW-A SW-B SW-C TP-Y 1 전압 Y1 TP-Y2 전압 Y2
0(off) 0(off) 0(off) [V] [V]
0(off) 0(off) 1(on) [V] [V]
안전 및 유의 사항 •결선할 때에는 전원을 차단한 상태에서 해야 한다. 0(off) 1(on) 0(off) [V] [V] (1) 디지털화되고 있는 우리 주변의 전자 기기의 예를 작성하여 보자.
• 일반적으로 주어지는 회로의 결선도에는 V CC와 접지는 표시되지 않는 경우가 많으므로 회 0(off) 1(on) 1(on) [V] [V] 교통 카드 이용 •
로 결선 작업 시 반드시 확인하고 결선해 주어야 한다. 1(on) 0(off) 0(off) [V] [V]
• 결선을 모두 마치면 항상 V CC 단자와 GND 단자 사이의 저항을 측정하여 단락 여부를 점 1(on) 0(off) 1(on) [V] [V] •
검한 후 전원을 인가하여야 한다. 1(on) 1(on) 0(off) [V] [V]
1(on) 1(on) 1(on) [V] [V]
•
수행 순서 불 대수의 분배 법칙을 확인하기 위하여 다음 식을 만족하는 회로를 제작하고, 회로 시험기 논리식 Y 1 =
논리식 Y 2 =
로 작동 상태를 확인한 후 실습 결과를 정리한다. •
분배 법칙: A + (B · C) = (A + B) · (A + C)
(2) 생활 속에서 어떤 점이 편리해졌는지 작성하여 보자.
① 브레드보드에 불 대수의 기본 법칙 중 분배 법칙 실습하기를 위한 논리 회로도를 그림 1과 평가표 성취 수준 •
같이 결선한다. V CC는 14번 핀에, GND는 7번 핀에 연결한다. 평가 방법 학습 내용 평가 항목 상 중 하
② 직류 전원 공급 장치에서 +5V를 회로에 공급한다. 입력인 PB 스위치 A, B, C의 on-off 필요 지식 과제 수행에 필요한 필요 지식 숙지 능력 •
상태에 따라 출력인 LED 1, LED 2의 점등 상태를 실습하면서 주어진 측정 포인트(TP-Y 1, 평가자 부품 배치 부품 배치를 바르게 할 수 있는 능력
TP-Y 2)의 전압을 측정하여 실습 결과표에 기록한다. 출력 Y 1, Y 2는 측정한 전압값이 점검 회로 구성 회로도 이해와 회로 구성 능력 •
H(high)이고 LED가 켜지면 1, 측정한 전압값이 L(low)이고 LED가 꺼지면 0을 기록한다. 회로 시험기 사용법을 숙지하고 출력 전압을 측정할
③ 입력 A, B, C에 따른 출력 Y 1, Y 2의 논리식을 작성한다. 측정 수 있는 능력 •
작업장 평가 실험·실습 도구 준비, 참여도, 안전 수칙 준수, 정리 정돈 상태
④ 출력 Y 1, Y 2의 논리식이 동일하여 분배 법칙이 성립되는 것을 확인한다.
124 Ⅳ. 논리 회로 설계 실습 과제 125 탐구 과제 25
본문에서 이론적으로 학습한 내용을 관련 실습을 통해 수행 대단원의 학습 내용을 직무에
하게 함으로써 이론에 대한 이해를 돕도록 하였습니다. 적용하거나 종합하여 정리하는
활동을 할 수 있도록 하였습니다.
김종오 (현) 용산공업고등학교 교사
대표 저자 이상종 장종문 (현) 광운전자공업고등학교 교사
(현) 광운전자공업고등학교 교사 김태서 (현) 인덕공업고등학교 교사
최종대 (현) 미래산업과학고등학교 교사