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디지털 원리를 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 책

디지털공학은 디지털 전자공학 분야의 학생들이 읽기 쉬운 책이다. 이 책은 넓은 분야의 직업을 위한 지식과 기술의 기초 지식을 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 책을 이해하기 위한 기초 필수과목은 일반적인 수학과 기초적인 전기/전자 지식으로 이진 수학, 불 대수 개념, 기초 프로그래밍과 다양한 코드는 필요한 부분만으로 설명되었다. 개념은 실제적 응용, 시스템 접근 방법으로 산업현장에서 현재 실행되고 있는 것을 반영하여 설명하였다. 간결하고 실제적인 이 책은 디지털 원리를 쉽고 빠르게 이해할 수 있는 전반적인 프로그램을 사용하였다.

이 책의 특징과 내용

디지털 전자공학의 최신 기술을 수록하고 있으며, 예시 → 그림 → 확인문제의 단계를 통해 주요 개념을 쉽게 이해할 수 있다. ‘전자공학에 대하여’와 ‘전자공학의 역사’를 통하여 전자공학 기술에 대한 흥미를 가질 수 있다.
1장은 디지털 전자공학에 대해 설명한다. 디지털 신호가 어떻게 만들어지며 어디에 사용되는지 알아본다. 또한 디지털 신호를 어떻게 검사하는지 설명한다.
2장은 디지털 전자공학의 수 체계에 대해 설명한다. 십진수, 2진수, 16진수, 8진수 체계의 자릿값을 이해하고 변환에 대해 알아본다. 또한 데이터 그룹을 표현하는 비트, 바이트, 니블, 워드의 의미를 설명한다.
3장은 논리게이트에 대해 설명한다. 7개의 기본 논리게이트(AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR)의 이름, 기호, 진리표, 함수, 부울식을 알아본다. 또한 인버터(inverter)를 이용한 기본 게이트변환에 대해 설명한다.
4장은 조합 논리회로에 대해 설명한다. 게이트 심벌, 진리표, 불 대수 함수식에 대해 알아보고 서로를 변환하는 방법을 설명한다. 카르노 맵과 드모르간의 정리를 이용하여 불 대수 함수식을 간단히 하고 변화하는 방법을 알아본다.
5장은 IC 설계 설명서와 간단한 인터페이스에 대해 설명한다. 논리레벨과 잡음여유에 대해 알아보고 스위치, LED, 버저, 모터 등의 인터페이싱에 대해 설명한다. 또한 홀 효과 센서와 간단한 논리회로의 수리에 대해서도 알아본다.
6장은 인코딩, 디코딩, 7-세그먼트 디스플레이에 대해 설명한다. 8421 BCD 코드, 3-초과코드, 그레이 코드, ASCII 코드를 알아본다. 인코더, 7-세그먼트 LED 디스플레이, 디코더를 설명하고 진공형광 디스플레이의 구조와 동작을 알아본다.
7장은 플립플롭에 대해 설명한다. R-S 플립플롭, D 플립플롭, J-K 플립플롭을 알아보고 7475 4-비트 래치, 슈미트 트리거의 작동을 설명한다. 래치 인코더-디코더 시스템의 작동을 분석하고 설명한다.
8장은 카운터에 대해 설명한다. 리플 카운터, 동기식 카운터, 다운 카운터, 자동정지 카운터, 주파수 분주기로서의 카운터, TTL IC 카운터, CMOS IC 카운터, 3-디지트 BCD 카운터를 설명하고 카운터의 실제 사용 예를 알아본다. 또한 카운터 문제 해결을 설명한다.
9장은 시프트 레지스터에 대해 설명한다. 직렬 로드 시프트 레지스터, 병렬 로드 시프트 레지스터, 범용 시프트 레지스터, 74194 IC 시프트 레지스터, 8비트 CMOS 시프트 레지스터를 알아본다. 또한 시프트 레지스터의 이용과 문제 해결에 대해 설명한다.
10장은 산술 논리회로에 대해 설명한다. 2진 덧셈, 2진 뺄셈, 2진수 곱셈에 대해 알아보고 가산기, 감산기, 곱셈기 회로의 동작을 설명한다. 2의 보수를 이해하고 전가산기의 문제 해결에 대해 설명한다.
11장은 컴퓨터 메모리에 대해 설명한다. 마이크로컴퓨터 시스템에서 사용되는 일반 메모리와 저장장치의 종류와 특징을 알아본다. 비휘발성 읽기/쓰기 메모리 기억장치의 기술을 알아보고 NVRAM을 포함하고 있는 디지털 분압기의 작동을 설명한다.
12장은 간단한 디지털 시스템에 대해 설명한다. 디지털 시스템을 구성하는 입력, 출력, 저장, 관리, 처리, 전송에 관해 BS2 마이크로컨트롤러 모듈의 부품을 알아보고 디지털 IC(SSI, MSI, LSI, VLSI, ULSI)의 집적도의 5가지 규모를 각각 설명한다. 주파수 카운터와 LCD 타이머에 대해 알아본다.
13장은 컴퓨터 시스템에 대해 설명한다. 마이크로컴퓨터의 동작과 주소지정 방식을 알아보고 컴퓨터 시스템에서의 데이터 전송에 대해 설명한다. BASIC Stamp 마이크로컨트롤러 모듈의 여러 가지 형태, 특징과 기본적인 프로그래밍을 알아본다. 디지털 신호처리의 특징을 설명한다.
14장은 아날로그 장치와의 연결에 대해 설명한다. 아날로그-디지털, 디지털-아날로그 변환에 대한 개념을 알아보고 연산증폭기 회로를 설명한다. D/A 변환기, A/D 변환기에 대해 알아보고 디지털 조도계와 디지털 온도계를 설명한다.

Chapter 01 디지털 전자공학
1.1 디지털 신호란 무엇인가?
1.2 디지털 회로를 왜 사용하는가?
1.3 디지털 신호는 어디에서 사용되는가?
1.4 디지털 신호는 어떻게 만들어지는가?
1.5 디지털 신호를 어떻게 검사하는가?
1.6 간단한 장비
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 02 디지털 전자공학의 수 체계
2.1 십진수와 2진수의 계산
2.2 자릿값(place value)
2.3 2진수의 십진수 변환
2.4 십진수의 2진수 변환
2.5 전자번역기(electronic translators)
2.6 16진수(hexadecimal numbers)
2.7 8진수(octal number)
2.8 비트, 바이트, 니블, 워드의 크기
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 03 논리게이트
3.1 AND 게이트
3.2 OR 게이트
3.3 인버터(inverter)와 버퍼(buffer)
3.4 NAND 게이트
3.5 NOR 게이트
3.6 Exclusive OR 게이트
3.7 Exclusive NOR 게이트
3.8 유니버셜(univesal) 게이트로서의 NAND 게이트
3.9 유니버셜(univesal) 게이트로서의 NOR 게이트
3.10 두 개 이상의 입력을 갖는 게이트
3.11 인버터를 이용한 게이트 변환
3.12 실용 TTL 논리게이트
3.13 실용 CMOS 논리게이트
3.14 간단한 게이트 회로의 문제해결
3.15 IEEE 논리기호
3.16 간단한 논리게이트의 응용
3.17 소프트웨어(BASIC Stamp Module)를 이용한 논리함수
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 04 조합 논리회로
4.1 불 대수 함수로 회로 구성하기
4.2 불 대수 함수의 최대항을 이용하여 회로 그리기
4.3 진리표와 불 대수 함수식
4.4 예시 문제
4.5 불 대수 함수식 단순화하기
4.6 불 대수학
4.7 카르노 도표
4.8 3-변수 카르노 맵
4.9 네 개의 변수를 가진 카르노 도표
4.10 다른 카르노 맵
4.11 5-변수 카르노 맵
4.12 NAND 논리 사용하기
4.13 컴퓨터 시뮬레이션: 논리 컨버터
4.14 논리문제 해결하기: 데이터 선택기
4.15 프로그래머블 논리장치(PLD)
4.16 드모르간의 정리 사용하기
4.17 논리문제 해결하기(BASIC Stamp 모듈)
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 05 IC 설계 설명서와 간단한 인터페이스
5.1 논리레벨과 잡음여유
5.2 다른 디지털 IC 설계 설명서
5.3 MOS와 CMOS IC
5.4 스위치를 이용하여 TTL과 CMOS 인터페이싱하기
5.5 LED 이용하여 TTL과 CMOS 인터페이싱하기
5.6 TTL과 CMOS IC 인터페이싱
5.7 버저, 릴레이, 모터, 그리고 솔레노이드 인터페이싱
5.8 광 아이솔레이터(Optoisolators)
5.9 서보와 스테퍼 모터의 인터페이싱
5.10 홀 효과 센서 사용하기
5.11 간단한 논리회로의 수리
5.12 서보 인터페이싱하기(BASIC Stamp 모듈)
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 06 인코딩, 디코딩, 7-세그먼트 디스플레이
6.1 8421 BCD 코드
6.2 3-초과코드(excess-3 code)
6.3 그레이 코드(Gray code)
6.4 ASCII 코드
6.5 인코더(encoders)
6.6 7-세그먼트(seven-segment) LED 디스플레이
6.7 디코더(decoders)
6.8 BCD-to-7-세그먼트 디코더/드라이버
6.9 액정 디스플레이(LCD: Liquid-Crystal Displays)
6.10 CMOS를 사용한 LCD 디스플레이 구동
6.11 진공형광 디스플레이
6.12 VF 디스플레이 구동
6.13 디코딩 회로의 문제 해결
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 07 플립플롭
7.1 R-S 플립플롭
7.2 클럭을 가진 R-S 플립플롭
7.3 D 플립플롭
7.4 J-K 플립플롭
7.5 IC 래치
7.6 플립플롭 트리거
7.7 슈미트 트리거
7.8 IEEE 논리기호
7.9 응용: 래치 인코더-디코더 시스템
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 08 카운터
8.1 리플 카운터
8.2 Mod-10 리플 카운터
8.3 동기식 카운터
8.4 다운(down) 카운터
8.5 자동정지 카운터
8.6 주파수 분주기로서의 카운터
8.7 여러 가지 TTL IC 카운터
8.8 CMOS IC 카운터
8.9 3-디지트 BCD 카운터
8.10 카운터의 실제 사용 예
8.11 전자게임기에서 사용되는 CMOS 카운터
8.12 카운터 응용 실험용 회전속도계
8.13 카운터 문제 해결
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 09 시프트 레지스터
9.1 직렬 로드 시프트 레지스터
9.2 병렬 로드 시프트 레지스터
9.3 범용 시프트 레지스터
9.4 74194 IC 시프트 레지스터의 사용
9.5 8비트 CMOS 시프트 레지스터
9.6 시프트 레지스터의 이용 - 디지털 룰렛
9.7 간단한 시프트 레지스터의 문제 해결
요약
복습문제, 핵심문제
Chapter 10 산술 논리회로
10.1 2진 덧셈
10.2 반가산기
10.3 전가산기(Full Adder)
10.4 3-비트 가산기
10.5 2진 뺄셈
10.6 병렬 감산기
10.7 IC 가산기
10.8 2진수 곱셈(Binary Multiplication)
10.9 2진 곱셈기
10.10 2의 보수 표기법과 덧셈과 뺄셈
10.11 2의 보수 가산기/감산기
10.12 전가산기의 문제 해결
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 11 컴퓨터 메모리
11.1 메모리 개요
11.2 랜덤 액세스 메모리
11.3 Static RAM IC
11.4 SRAM의 사용
11.5 Read-Only Memory(ROM)
11.6 ROM의 사용
11.7 Programmable Read-Only Memory(PROM)
11.8 비휘발성 읽기/쓰기 메모리
11.9 메모리 패키징
11.10 컴퓨터 대용량 저장장치
11.11 디지털 전위차계: NV 메모리 이용
요약
복습문제, 핵심문제
Chapter 12 간단한 디지털 시스템
12.1 시스템 요소
12.2 디지털 시스템의 IC 분류
12.3 디지털 게임
12.4 디지털시계
12.5 LSI 디지털시계
12.6 주파수 카운터
12.7 실험용 주파수 카운터
12.8 경보 기능을 가진 LCD 타이머
12.9 간단한 거리 감지
12.10 JTAG/Boundary Scan
요약
복습문제, 핵심문제

Chapter 13 컴퓨터 시스템
13.1 컴퓨터
13.2 마이크로컴퓨터
13.3 마이크로컴퓨터의 동작
13.4 마이크로컴퓨터의 주소지정 방식
13.5 데이터 전송
13.6 데이터 전송중에 발생하는 오류검출
13.7 컴퓨터 시스템에서의 데이터 전송
13.8 프로그램 가능 논리 제어기(PLC)
13.9 마이크로컨트롤러
13.10 BASIC STAMP 마이크로컨트롤러 모듈
13.11 디지털 신호처리
13.12 디지털 카메라에서의 DSP
13.13 마이크로컨트롤러: 광 입력 및 서보모터 출력
요약
복습문제, 핵심문제
Chapter 14 아날로그 장치와의 연결
14.1 디지털-아날로그 변환
14.2 연산증폭기
14.3 기본 D/A 변환기
14.4 래더형 D/A 변환기
14.5 A/D 변환기
14.6 전압비교기
14.7 기본적인 디지털 전압계
14.8 여러 가지 A/D 변환기
14.9 A/D 변환기 사양
14.10 A/D 변환기 IC
14.11 디지털 조도계
14.12 디지털 온도계
요약
복습문제, 핵심문제

부록
A. 땜납과 납땜 과정
B. 2의 보수 숫자 변환표