DIP 스위치 네 개로 이진수를 입력하면 7세그먼트에 십진 숫자가 나타나는 표시기입니다. 클럭이나 카운터가 없어서 회로가 간단하고, "이진수 → 십진수 변환"과 "디코더의 역할"을 눈으로 확인하는 데 좋은 실습입니다. 이 글에서는 74LS47 디코더와 공통 애노드 FND-507, 4칸 DIP 스위치를 연결하는 방법과 스위치 위치별 표시, 10 이상 입력의 표시를 설명합니다.
만들 것
- 4칸 DIP 스위치로 0~9에 해당하는 이진수를 만듭니다.
- 74LS47이 이진수(BCD)를 7세그먼트 신호로 바꿉니다.
- 공통 애노드 FND-507이 숫자를 표시합니다.
부품 목록
| 부품 | 수량 | 값 |
|---|---|---|
| 74LS47 | 1 | 16핀 소켓 |
| FND-507 | 1 | 공통 애노드 |
| DIP 스위치 | 1 | 4칸 |
| 풀업 저항 | 4 | 10kΩ |
| 세그먼트 저항 | 7 | 330Ω |
| 디커플링 커패시터 | 1 | 100nF |
| 5V 전원 | 1 | 74LS 전용 4.75~5.25V |
연결
DIP 스위치와 입력
각 스위치는 74LS47 입력 핀과 GND 사이에 연결하고, 입력 핀마다 10kΩ 풀업 저항을 +5V에 달아 둡니다(풀업·풀다운 저항). 스위치를 ON(닫힘) 하면 입력이 Low(0), OFF(열림)이면 풀업으로 High(1)가 됩니다.
| 스위치 | 74LS47 입력 | 자리 가중치 |
|---|---|---|
| S1 | A (7번 핀) | 1 |
| S2 | B (1번 핀) | 2 |
| S3 | C (2번 핀) | 4 |
| S4 | D (6번 핀) | 8 |
74LS47 제어 핀
| 핀 | 이름 | 연결 | 의미 |
|---|---|---|---|
| 3 | LT | +5V | 램프 테스트 끔 |
| 4 | BI/RBO | +5V | 표시 끄기 입력 끔 |
| 5 | RBI | +5V | 앞쪽 0 지우기 끔 |
| 16 / 8 | VCC / GND | +5V / GND | 전원 |
출력과 FND
74LS47의 a~g 출력(13, 12, 11, 10, 9, 15, 14번)을 각각 330Ω을 거쳐 FND-507의 7, 6, 4, 2, 1, 9, 10번 핀에 연결합니다. FND의 COM(3번, 8번)은 +5V에 연결합니다. 자세한 대응은 74LS90 + 74LS47 + FND로 숫자 카운터 만들기의 표와 같습니다.
스위치 위치와 표시
ON이 0이므로 숫자를 만들 때 이진수를 뒤집어 생각해야 합니다. 원하는 숫자의 이진수에서 1인 자리는 OFF, 0인 자리는 ON으로 놓습니다.
| 표시 숫자 | 이진수(D C B A) | S4 | S3 | S2 | S1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0000 | ON | ON | ON | ON |
| 1 | 0001 | ON | ON | ON | OFF |
| 2 | 0010 | ON | ON | OFF | ON |
| 3 | 0011 | ON | ON | OFF | OFF |
| 4 | 0100 | ON | OFF | ON | ON |
| 5 | 0101 | ON | OFF | ON | OFF |
| 6 | 0110 | ON | OFF | OFF | ON |
| 7 | 0111 | ON | OFF | OFF | OFF |
| 8 | 1000 | OFF | ON | ON | ON |
| 9 | 1001 | OFF | ON | ON | OFF |
네 스위치를 모두 OFF(1111)로 두면 15이므로 74LS47은 표시를 완전히 끕니다(공백).
10 이상을 입력하면
74LS47은 입력이 10~14(1010~1110)일 때 숫자가 아닌 특수 모양을 표시하고, 15(1111)이면 모든 세그먼트가 꺼집니다. 16진수의 A~F를 표시하는 용도는 아닙니다. 10 이상에서 공백이 나오게 하려면 CD4511 같은 디코더(10 이상에서 표시가 꺼지는 제품)를 쓰되, CD4511은 공통 캐소드용이므로 FND와 연결 방식이 달라집니다(7세그먼트 구동).
확장해 보기
- 램프 테스트 스위치: LT(3번) 핀과 GND 사이에 택트 스위치를 달면 누르는 동안 모든 세그먼트가 켜져 FND 불량이나 배선 오류를 쉽게 찾습니다.
- 표시 끄기: BI/RBO(4번)를 스위치로 GND에 연결하면 입력과 무관하게 표시가 꺼집니다.
- 소수점 추가: 소수점(5번 핀)에 저항과 스위치를 달면 소수점을 켤 수 있습니다.
패턴도에서 먼저 만들어 보기
패턴도에는 4채널 DIP 스위치, 74LS47, FND-507이 있어 이 회로를 납땜 전에 에디터에서 먼저 만들 수 있습니다. DIP 스위치를 바꿔 가며 표시되는 숫자를 확인하고, 시뮬레이션에서 74LS47의 각 출력 핀이 HIGH·LOW로 어떻게 바뀌는지 핀 위에 마우스를 올려 보세요. 사용법은 패턴도 시뮬레이션 사용법에 있습니다.
점검
| 증상 | 확인할 곳 |
|---|---|
| 표시가 전혀 없음 | FND COM의 +5V, 74LS47 전원(16번·8번), 스위치가 모두 OFF인지 |
| 숫자가 틀림 | 입력 핀 순서(A=7번, B=1번, C=2번, D=6번), 스위치 ON/OFF 반전 |
| 일부 세그먼트가 안 켜짐 | 해당 세그먼트의 저항과 FND 핀, 냉납 |
| 모든 세그먼트가 켜짐 | LT 핀이 GND에 연결됨 |
정리
DIP 스위치로 74LS47의 입력을 Low로 당겨 이진수를 만들고, 결과가 FND에 십진수로 표시됩니다. ON이 0이라는 점만 기억하면 위 표대로 숫자를 만들 수 있습니다. 클럭으로 자동으로 올라가는 버전은 숫자 카운터를 참고하세요.