디지털 시계 설계 프로젝트

• 프로젝트명 : 디지털 시계 설계 프로젝트
• 수행기간 : 2022.05.13 ~ 2022.06.18
• 참여인원 : 2인
• 역할 : 
  1.  효율적인 프로젝트 진행을 위해 팀원의 장점이 영어실력임을 파악해 데이터 시트 및 동작 원리 분석을 맡김
  2.  이를 기반으로 함께 시뮬레이션 프로그램인 Multisim을 이용해 디지털 시계 구현  
  3.  Multisim으로 설계한 회로도를 기반으로 실제 소자들을 이용한 디지털 시계 제작
• 진행과정
  1. 지급 받은 소자들의 동작 원리를 파악하기 위해 데이터 시트 분석
  2. 각각의 소자들이 어떤 부분에 쓰일지 분배
  3. 분주회로를 구현하여 오실레이터의 주파수를 1Hz로 맟춰 1초마다 증가하도록 설정
  4. 초와 분부분은 1의 자리를 10진 카운터, 10의 자리는 6진 카운터로 구현하여 59초 혹은 59분이 되면 00으로 초기화되도록 리셋 회로
  5. 24시간 단위로 동작하게 하기위해  24진 카운터로 구현하고 23시이후엔 00으로 초기화되도록 리셋 회로 구현
  6. 오전 / 오후 전용 LED를 2개 사용하여 12시간마다 켜지는 LED가 바뀌도록 설정했다.
  7. 7개의 LED를 추가해 요일을 나타내도록 설정해주었다. 오전 / 오후 LED가 1번씩 켜진 후에 요일이 하나씩 증가하도고록 구성하였다.  
• 프로젝트 성과
  1.  시뮬레이션 프로그램은 작성한 디지털 시계의 구성도

          2. 최종 회로도 

        3. 실제 시계 동작 확인 과정

 

• 배운점
  
  1. 또한 이번 프로젝트에서 사용한 소자들은 Transistor-Transistor Logic(TTL)으로 반도체를 이용한 디지털 논리 회로 중 하나로, 바이폴라형 트랜지스터를 스위칭 소자로 사용한 디지털 제어용 집적회로의 일종이다. 이 프로젝트를 통해 집적회로의 특징에 대해 배울 수 있었다. 대표적인 특징으로 작은 공간에 집적됨으로써 소형화와 경량화가 가능하다는 것이다. 또한 대량 생산이 가능해 단가가 낮다는 특징도 있다.  
  2. 소자들을 이용한 설계를 하기 위해서는 데이터 시트 분석이 매우 중요하다. 여기서 데이터 시트란 특정 제품의 상세한 기술 정보를 제공하는 문서이다. 이를 통해  소자가 다른 시스템에 어떻게 연결되는지에 대한 정보를 얻을수 있었다. 
  3. 프로젝트 진행과정에 Low 입력과 무 입력 상태의 차이에 대해 의문을 가지게 되었다. 실물 회로를 만들던 도중 특정 소자에서 Low 입력을 해야 하는 핀을 무 입력 상태로 두었을 때 정상 작동하지 않았다. Low 입력도 입력의 한 종류라는 것을 생각 했을 때 전류가 흐르는 과정이 있어야 이를 인식할지도 모르겠다는 발상을 하여 데이터시트에서 찾아보았다. 확인 결과 입력 핀은 다이오드 및 Vcc와 연결되어 있다는 것을 알 수 있었고, 전류의 흐름이 있어야 입력 신호가 유효하다는 사실을 알 수 있었다. 또한, 다른 소자의 데이터 시트를 통해 무 입력 상태로 두는 핀은 NC(not connected)로 표기하고 있음을 알 수 있었다.