디지털 회로 실험 Term Project LED 주사위(데이터시트, 회로, 완성사진 포함)

1. 작품 개요

어두운 곳에서 굴리지 않고 흔들어서 시각적으로 눈금을 읽을 수 있는 LED 주사위를 제작.

2. 동작 알고리즘

JK 플립플롭으로 6진 카운터를 설계한다.
⇨ 기울기 센서로 클럭을 발생시킨다.
⇨ 발생된 클럭을 JK 플립플롭에 넣는다.
⇨ 클럭이 바뀔 때 마다 LED의
⇨ ON/OFF가 바뀌면서 눈금을 볼 수 있다.

< 중 략 >

기울기센서는 수평을 기준으로 15도 기울어지면 내부의 볼스위치가 ON 된다.
따라서 기울기를 감지하여 on되는 일종의 스위치로 볼 수 있으며, 이를 이용해서 클럭을
발생시킬 수 있다. 디지털 소자는 open상태일 때 high 출력이므로, JK 플립플롭의 클럭 핀에 기울기센서를 통해 접지를 물리면, 평소에 high이다가 기울기 센서가 15도 기울어지면
스위치가 쇼트되어 접지로 들어가 Low상태가 되므로, 기울기 센서를 흔들어서 클럭이 발생되는 용도로 사용할 수 있다.

4. 이론 설명

① 6진 카운터 설계

먼저 000~101을 반복하는 6진 카운터를 설계를 해야한다. 그 순서로 먼저 전체적인 상태도를 그린 후, JK플립플롭의 여기표를 참고하여 카르노맵을 쓰기위한 전체 여기표를 완성시킨다. 6진 카운터 설계를 위해서는 3개의 JK 플립플롭이 필요하며 완성된 표는 위왿� 같다. 다음으로 완성된 표를 보고 카르노맵을 통해 부울대수로 표현되는 입력함수를 구한다.
카르노맵은 다음과 같다.

< 중 략 >

위에서 얻은 입력함수에 대한 회로를 구성하면 6진 카운터 회로가 완성된다.

② LED 제어부
실제 주사위 눈금과 비슷하게 표현하기 위해 총 7개의 LED를 사용한다.
총 6개의 Case로 분류 할 수 있다.

가독성 및 분류를 위해 아래왿� 같이 각 LED에 번호를 매겨보자.

주사위의 6개의 눈금을 도시하여보면 위왿� 같다. 위 그림에서 알 수 있는 사실은 LED 4번/
1번,7번 / 3번,5번 / 2번6번으로 네 개의 꾸러미로 나눌 수 있는데, 각 꾸러미로 묶여있는 LED는 동시에 켜지거나 동시에 꺼져있는 상태를 유지하고 있다.