목차 보기
  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
Table of contents
  1. Block layout
  2. Parts list
  3. Stage 1: The 555 clock (about 1 Hz)
  4. Stage 2: The 74LS90 counter
  5. Stage 3: The 74LS47 decoder
  6. Stage 4: Connecting the FND-507
  7. Perfboard layout tips
  8. Checking operation and troubleshooting
  9. Extension: make it two digits
  10. Summary

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 ≈ 1HzAstable clock ≈ 1 Hz3번 핀 출력Pin 3 output74LS9010진 카운터Decade counterQ0~Q3 (BCD)Q0–Q3 (BCD)74LS47BCD → 7세그먼트BCD → seven-segmenta~g (Low 구동)a–g (active Low)FND-507공통 애노드 표시기Common-anode display+5V ← COM (3·8번)+5V ← COM (pins 3, 8)① 클럭 → ② 0~9 세기 → ③ 숫자를 세그먼트 신호로 → ④ 표시① Clock → ② Count 0–9 → ③ Digit to segment signals → ④ Display
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.

Building the mechanism by which numbers climb on a clock, counter, or scoreboard yourself lets you understand digital circuits at a glance. This article explains, pin by pin, a circuit where a 74LS90 decade counter counts the 1 Hz clock made by a 555 timer, a 74LS47 decoder converts the number to seven-segment signals, and a common-anode FND repeatedly shows 0 to 9. Patterndo's built-in ICs include the NE555, 74LS90, 74LS47, and the FND-507, so you can put the same arrangement in the editor and simulate it.

Block layout

NE555무안정 클럭 ≈ 1HzAstable clock ≈ 1 Hz3번 핀 출력Pin 3 output74LS9010진 카운터Decade counterQ0~Q3 (BCD)Q0–Q3 (BCD)74LS47BCD → 7세그먼트BCD → seven-segmenta~g (Low 구동)a–g (active Low)FND-507공통 애노드 표시기Common-anode display+5V ← COM (3·8번)+5V ← COM (pins 3, 8)① 클럭 → ② 0~9 세기 → ③ 숫자를 세그먼트 신호로 → ④ 표시① Clock → ② Count 0–9 → ③ Digit to segment signals → ④ Display
Four stages: clock → counter → decoder → display
StagePartWhat it does
ClockNE555Makes one pulse about every second
Counter74LS90Counts pulses and outputs 0 to 9 as a 4-bit binary number (BCD)
Decoder74LS47Converts the 4-bit number to seven-segment lit signals
DisplayFND-507A common-anode seven-segment display

Parts list

PartQtyValue
NE55518-pin socket
74LS90114-pin socket
74LS47116-pin socket
FND-507110-pin, common anode
Resistors R1 / R21 each10 kΩ / 68 kΩ
Capacitor C110 µF electrolytic
Segment resistors7330 Ω
Decoupling capacitors3100 nF
5 V supply1The 74LS needs 4.75–5.25 V only

The 74LS family needs a 5 V ±5% supply. Do not connect a 9 V battery directly; use the 7805 power board or the USB 5V power board.

Stage 1: The 555 clock (about 1 Hz)

It is the same as the 555 astable circuit. With R1 = 10 kΩ, R2 = 68 kΩ, and C = 10 µF, the frequency is 1.44 ÷ ((10k + 2×68k) × 10µ) ≈ 0.99Hz.

PinConnection
1GND
2, 6Tied together, to the + side of C and one side of R2
3 (OUT)Pin 14 (CP0) of the 74LS90
4, 8+5V
5GND through 10 nF (can be omitted)
7The node between R1 and R2

R1 goes between +5V and pin 7, R2 between pins 7 and 6, and C between pin 6 and GND.

Stage 2: The 74LS90 counter

The 74LS90 is 14 pins, but its power pins are pin 5 (VCC) and pin 10 (GND). You must not connect +5V to pin 14 (Reading DIP IC Pin Numbers).

PinNameConnection
5VCC+5V
10GNDGND
14CP0Pin 3 of the 555 (clock input)
1CP1Connected to pin 12 (Q0)
2, 3R0(1), R0(2)GND
6, 7R9(1), R9(2)GND
12Q0Pin 7 (A) of the 74LS47
9Q1Pin 1 (B) of the 74LS47
8Q2Pin 2 (C) of the 74LS47
11Q3Pin 6 (D) of the 74LS47

Connecting CP1 to Q0 links the internal binary and divide-by-five counters into a BCD counter that counts 0 to 9. Tying both the R0 and R9 inputs to GND leaves the normal counting state, with reset and set-to-9 turned off. The clock input increments on the falling edge (High→Low).

Stage 3: The 74LS47 decoder

PinNameConnection
16VCC+5V
8GNDGND
7, 1, 2, 6A, B, C, DQ0, Q1, Q2, Q3 of the 74LS90
3LT+5V (lamp test off)
4BI/RBO+5V (blanking input off)
5RBI+5V
13, 12, 11, 10, 9, 15, 14a, b, c, d, e, f, gTo the FND through 330 Ω resistors

The 74LS47 outputs are open collector that pull Low, which suits a common-anode FND. The segments whose outputs go Low light up.

Stage 4: Connecting the FND-507

The FND-507 is common anode, so connect its COM pins (3 and 8) to +5V (Driving Seven-Segment Displays).

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

Put one 330 Ω in each connection. Leave the decimal point (pin 5) unconnected. The segment current is about (5 − 2) ÷ 330 ≈ 9mA.

Perfboard layout tips

  • Place them from left to right as 555 → 74LS90 → 74LS47 → FND, so the signal flows in one direction.
  • Solder the three sockets and the FND first, then wire the power rail and ground.
  • Put the seven resistors between the 74LS47 and the FND in a row right next to the FND.
  • Put a 100 nF next to the power pins of each IC (Power Rails, Grounding, and Decoupling Capacitor Placement).
  • There are many wires, so print the tables above as a checklist and solder while crossing off one line at a time.

Checking operation and troubleshooting

  1. Before applying power, do a continuity test between +5V and GND.
  2. Apply power and check that the voltage on pin 3 of the 555 changes about every second (attaching an LED makes it easy to see).
  3. If the FND digit climbs from 0 to 9 in order and returns to 0 after 9, it works.
SymptomCause
Nothing displaysFND COM not on +5V, a 74LS47 power problem
Digit shapes look wrongSegment pin order mix-up (check the table), or a common-cathode FND was used
Digits skip or are irregularJitter on the clock, the 74LS90's R0/R9 pins left floating
Counting stopsCheck the 555 wiring (pins 2 and 6 tied, pin 4 to +V)
Misbehaves even at 5 VNot enough supply (needs about 100 mA or more), bad ground contact

Extension: make it two digits

Connect Q3 (pin 11) of the first 74LS90 to CP0 (pin 14) of a second 74LS90, and on the 10th pulse Q3 falls from 1 to 0 and the second counter goes up by 1, becoming the tens digit. Attach a second 74LS47 and FND the same way and it counts 00 to 99.

Summary

The 555 makes a one-second clock, the 74LS90 counts 0 to 9, the 74LS47 converts that to seven-segment signals, and it connects to a common-anode FND through 330 Ω. Pay special attention to the 74LS90's power being on pins 5 and 10 and to putting the FND's COM on +5V. A circuit that sets the number with switches instead of a clock can be built in A Seven-Segment Display Selected with a DIP Switch.

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.This article is general guidance for learning purposes. Specifications and pinouts differ between parts, so check the datasheet of the part you use before real work. For safety-related work, read the cautions for each item first.