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  1. 블록 구성
  2. 부품 목록
  3. 1단계: 555 클럭 (약 1Hz)
  4. 2단계: 74LS90 카운터
  5. 3단계: 74LS47 디코더
  6. 4단계: FND-507 연결
  7. 만능기판 배치 요령
  8. 동작 확인과 문제 해결
  9. 확장: 두 자리로 만들기
  10. 정리

시계, 계수기, 점수판의 숫자가 올라가는 원리를 직접 만들어 보면 디지털 회로가 한눈에 이해됩니다. 이 글에서는 555 타이머가 만든 1Hz 클럭을 74LS90 10진 카운터가 세고, 74LS47 디코더가 숫자를 7세그먼트 신호로 바꾸어, 공통 애노드 FND에 0부터 9까지 반복해서 표시하는 회로를 핀 단위로 설명합니다. 패턴도의 내장 IC에 NE555, 74LS90, 74LS47과 FND-507이 모두 있어 같은 구성을 에디터에 올려 시뮬레이션할 수 있습니다.

블록 구성

NE555무안정 클럭 ≈ 1Hz3번 핀 출력74LS9010진 카운터Q0~Q3 (BCD)74LS47BCD → 7세그먼트a~g (Low 구동)FND-507공통 애노드 표시기+5V ← COM (3·8번)① 클럭 → ② 0~9 세기 → ③ 숫자를 세그먼트 신호로 → ④ 표시
클럭 → 카운터 → 디코더 → 표시기의 네 단계
단계부품하는 일
클럭NE555약 1초마다 펄스 한 개를 만듦
카운터74LS90펄스를 세어 0~9를 4비트 이진수(BCD)로 출력
디코더74LS474비트 숫자를 7세그먼트 켜짐 신호로 변환
표시FND-507공통 애노드 7세그먼트 표시기

부품 목록

부품수량값
NE55518핀 소켓
74LS90114핀 소켓
74LS47116핀 소켓
FND-507110핀, 공통 애노드
저항 R1 / R2각 110kΩ / 68kΩ
커패시터 C110µF 전해
세그먼트 저항7330Ω
디커플링 커패시터3100nF
5V 전원174LS는 4.75~5.25V 전용

74LS 계열은 5V ±5% 전원이 필요합니다. 9V 배터리를 직접 연결하지 마시고 7805 전원 보드나 USB 5V 전원 보드를 쓰세요.

1단계: 555 클럭 (약 1Hz)

555 무안정 회로와 같습니다. R1 = 10kΩ, R2 = 68kΩ, C = 10µF이면 주파수는 1.44 ÷ ((10k + 2×68k) × 10µ) ≈ 0.99Hz입니다.

핀연결
1GND
2, 6서로 연결, C의 +쪽과 R2 한쪽
3 (OUT)74LS90의 14번 핀(CP0)
4, 8+5V
510nF을 거쳐 GND(생략 가능)
7R1과 R2 사이 노드

R1은 +5V와 7번 핀 사이, R2는 7번과 6번 사이, C는 6번과 GND 사이입니다.

2단계: 74LS90 카운터

74LS90은 14핀이지만 전원 핀이 5번(VCC)과 10번(GND)입니다. 14번에 +5V를 연결하면 안 됩니다(DIP IC 핀 번호 읽기).

핀이름연결
5VCC+5V
10GNDGND
14CP0555의 3번(클럭 입력)
1CP112번 핀(Q0)과 연결
2, 3R0(1), R0(2)GND
6, 7R9(1), R9(2)GND
12Q074LS47의 7번(A)
9Q174LS47의 1번(B)
8Q274LS47의 2번(C)
11Q374LS47의 6번(D)

CP1을 Q0에 연결하면 내부의 2진 카운터와 5진 카운터가 이어져 0~9를 세는 BCD 카운터가 됩니다. R0와 R9 입력을 모두 GND에 두면 리셋과 9 설정이 꺼진 정상 계수 상태입니다. 클럭 입력은 떨어지는 에지(High→Low)에서 값이 올라갑니다.

3단계: 74LS47 디코더

핀이름연결
16VCC+5V
8GNDGND
7, 1, 2, 6A, B, C, D74LS90의 Q0, Q1, Q2, Q3
3LT+5V (램프 테스트 끔)
4BI/RBO+5V (표시 끄기 입력 끔)
5RBI+5V
13, 12, 11, 10, 9, 15, 14a, b, c, d, e, f, g저항 330Ω을 거쳐 FND

74LS47의 출력은 Low로 당기는 오픈 컬렉터 방식이라 공통 애노드 FND에 맞습니다. 출력이 Low가 되는 세그먼트가 켜집니다.

4단계: FND-507 연결

FND-507은 공통 애노드이므로 COM 핀(3번, 8번)을 +5V에 연결합니다(7세그먼트 구동).

74LS47 출력세그먼트FND 핀
13 (a)a7
12 (b)b6
11 (c)c4
10 (d)d2
9 (e)e1
15 (f)f9
14 (g)g10

각 연결에 330Ω을 하나씩 넣습니다. 소수점(5번)은 연결하지 않습니다. 세그먼트 전류는 약 (5 − 2) ÷ 330 ≈ 9mA입니다.

만능기판 배치 요령

  • 왼쪽에서 오른쪽으로 555 → 74LS90 → 74LS47 → FND 순으로 놓으면 신호가 한 방향으로 흐릅니다.
  • 소켓 3개와 FND를 먼저 납땜하고, 전원 레일, 접지 순서로 배선합니다.
  • 74LS47과 FND 사이의 저항 7개는 FND 바로 옆에 일렬로 놓습니다.
  • 각 IC의 전원 핀 옆에 100nF을 답니다(전원 레일과 접지 설계).
  • 선이 많으니 위 표를 체크리스트로 인쇄해 한 줄씩 지워 가며 납땜하세요.

동작 확인과 문제 해결

  1. 전원을 넣기 전에 +5V와 GND 사이 도통 시험을 합니다.
  2. 전원을 넣고 555의 3번 핀 전압이 약 1초마다 변하는지 확인합니다(LED를 달면 보기 쉽습니다).
  3. FND의 숫자가 0에서 9까지 순서대로 올라가고 9 다음에 0으로 돌아가면 성공입니다.
증상원인
아무것도 표시되지 않음FND COM이 +5V에 없음, 74LS47 전원 문제
숫자 모양이 이상함세그먼트 핀 순서 착오(표 대조), 공통 캐소드 FND를 쓴 경우
숫자가 건너뜀·불규칙클럭에 떨림, 74LS90의 R0/R9 핀이 떠 있음
카운트가 멈춤555 배선(2·6번 연결, 4번 +V) 확인
5V인데도 오동작전원 부족(전류 약 100mA 이상 필요), 접지 접촉 불량

확장: 두 자리로 만들기

첫 번째 74LS90의 Q3(11번)를 두 번째 74LS90의 CP0(14번)에 연결하면 10번째 펄스에서 Q3가 1에서 0으로 떨어지며 두 번째 카운터가 1 올라가 십의 자리가 됩니다. 두 번째 74LS47과 FND를 같은 방식으로 달면 00~99를 셉니다.

정리

555가 1초 간격 클럭을 만들고, 74LS90이 0~9를 세며, 74LS47이 이를 7세그먼트 신호로 바꾸고, 공통 애노드 FND에 330Ω을 통해 연결합니다. 74LS90의 전원이 5번·10번이라는 점과 FND의 COM을 +5V에 두는 점을 특히 주의하세요. 클럭 없이 스위치로 숫자를 정하는 회로는 DIP 스위치로 숫자를 고르는 7세그먼트 표시기에서 만들어 볼 수 있습니다.

이 글은 학습 목적의 일반적인 안내입니다. 부품마다 규격과 핀 배열이 다를 수 있으니 실제 작업 전에는 사용하는 부품의 데이터시트를 확인하세요. 안전과 관련된 작업은 항목별 주의 사항을 먼저 읽고 진행하세요.