BCD TO 7-SEGMENT DECODER 설계 결과 보고서

소개글

BCD TO 7-SEGMENT DECODER 설계 결과 보고서 에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.명제------------1

2.소자의 명칭과 기능---------1
　(1)HD74LS47P-----------1
　(2)FND507-------------1

3.블록도------------1

4.HD74LS47P의 진리표----------2

5.QuartusⅡ Simulation---------2
　(1)회로도-------------2
　(2)Simulation-----------3

6.회로도 및 Artwork-------3
　(1)회로도-----------3
　(2)Artwork-----------3

7. 동작설명----------4

8. 설계과정---------4

9. 테스트결과(사진)--------5
　(1)제작(사진)----------5
　(2)테스트사진----------6

10. 결과 ----------7

첨부
1.HD74LS47P DATA SHEET --------8
2.FND507 DATA SHEET ------- 9
3.Artwork - Printed On OHP ----------- 10

<Artwork의 경우 실제 OHP 필름을 첨부했음을 알려드립니다>

본문내용

진 신호를 Decode하여 진리표에 따른 올바른 신호를 FND507에 보낸다.
▷ FND507 : HD74LS47P IC Chip에서 Decoding된 신호를 진리표에 따라LED가 점등된다.
4. HD74LS47P의 진리표
Input
Output
표현숫자
A
B
C
D
a
b
c
d
e
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g
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5. QuartusⅡ Simulation
(1) LOGIC
(2) Simulation
6. 회로도 및 ARTWORK
(1) 회로도
(2) Artwork
7. 동작설명
BCD　TO 7-SEGMENT DECODER의 동작은 다음과 같다.
(1) 4개의 스위치에서 입력을 받는다.
(2) 4개의 스위치에서 받은 입력을 HD74LS47P에 설계된 LOGIC에 따라 DECODE한다.
DECODE된 신호는 FND507로 이어진다.
(3) FND507은 HD74LS47P에서 받은 신호를 각각의 LED를 켜서 숫자를 표시한다.
8. 설계과정
BCD　TO 7-SEGMENT DECODER의 설계 과정은 다음과 같다.
　(1)　BCD TO 7-Segment Decoder의 회로를 구성한다.
(2) 구성된 회로를 PADS LOGIC에 구성한다. PADS LOGIC에 구성 시 해당 소자가 없을 경우 Decal 및 PCB DECAL을 작성하여 제작한다. 각 소자의 재원은 해당 DATASHEET를 참고한다.
(3) PADS LOGIC에서 구성된 회로를 POWER PCB로 연동시킨다. POWER　PCB로 연동했을 경우 PADS LOGIC과 POWER　PCB의 각 소자들이 연동이 되었는지 확인한다.
(4) Artwork작업을 통하여 신호와 전류가 흐를 길을 만든다. 선을 만들 때, 감광 및 에칭 작업 시 얇은 선은 회로에 손상을 가할 수 있으므로 그 점도 고려하여 만든다. 또한 VIA크기가 작으면 드릴로 Hole을 뚫을 때 VIA의 크기보다 Hole의 크기가 더 커질 수도 있으므로 주의한다.
(5) 완성된 Artwork을 OHP필름에 프린트 한다. Artwork을 OHP 필름에 인쇄할 때, 뒤에서 본 회로도가 실제 자신이 원하는 회로도와 맞는지 확인한다. 작업을 할 경우 앞에서 본 회로를 작업했으면 좌우를 반전시켜 프린트 한다.
(6) 준비된 감광 기판에 OHP필름을 감광시킨다. 감광 기판은 빛에 민감하므로 장시간 빛에 쬐일 경우 다음 작업이 수월하게 진행되지 않을 수 있다.
(7) 감광된 기판을 에칭용액에 담가 녹색 부분을 벗겨낸다. 이때 용액은 옷에 묻으면 잘 지워지지 않음을 유의한다.
(8) 준비된 용액에 산화시켜 회로 이외의 금속을 제거한다.
(9) 완성된 기판을 물에 헹군다.
(10) 프린트된 PCB에 VIA를 맞춰 구멍을 뚫는다. 이때 VIA의 Drill Size와 드릴의 크기와 잘 비교하여 뚫는다.
(11) 구멍에 각 소자를 넣고 납땜 한다.
(12) 완성된 기판을 테스트 한다.
9. 테스트 결과(사진)
(1) 제작(사진)
(2) 테스트 결과(사진)
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10. 결과
설계 결과 HD74LS47P 소자는 FND507, 즉 7-SEGMENT를 위해 제작된 칩이다. 이 칩은 사용자의 스위치 조작에 의해 판독할 수 있는 숫자를 표현하기 위해 제작되었다. 현재 설계는 한 개의 FND507을 사용하였지만 여러개의 FND507을 사용하게 된다면 더욱 많은 숫자를 표현할 수 있다. 현재 표현된 0~9까지의 숫자는 각 스위치의 조작에 의해 결정되었다. 하지만 스위치 이외의 다른 Controller가 존재한다면 사용자가 직접 스위치를 조작하지 않고 자동적으로 Control 될 수 있다고 생각한다.
BCD TO 7-SEGMENT DECODER는 가장 간단하면서도 정확하게 숫자를 표현할 수 있다. 또한 LED의 특성으로 저전압에서 작동을 하며, 주위에서 쉽게 구할 수도 있다. 따라서 이 DECODER는 많은 장점을 가지고 있다.
이번 설계를 하면서 부족한 부분을 많이 채운 것 같다. 실제 회로의 구성과 기판 제작 과정은 처음에는 거의 몰랐던 내용이 대부분이다. 그래서 이번 설계를 하면서 많은 것을 배울 수 있었다. 실제 회로 구성 방법이나, PCB기판을 제작하는 방법 그리고 설계 전반적인 과정을 배울 수 있었다.
이렇게 이루어진 설계가 시행착오가 없이 진행된 것은 아니였다. 회로 구성부터 처음 다루어 보는 PADS라는 프로그램은 나를 새벽까지 탐구하도록 만들었고, 그래서 Artwork을 몇 번이고 다시 그린 적이 있다. 또한 실제 회로를 구성할 때도 많은 시행착오를 거치게 되었다. 처음에는 회로를 구성하는 방법을 몰라서 일단 컴퓨터가 지시하는 방향으로 Artwork 작업을 하게 되었다. 이렇게 Artwork작업을 한 결과물로 PCB기판을 만들어 실제 회로를 구성했을 때, 그 결과물은 내가 한 작업시간에 대한 보상을 해 주지 못했다. 이때 작업된 회로는 1,3,5,7,9의 홀수 값만 나오게 되었다. 그래서 여러 곳에 문의를 하고, 또한 기판을 수정하는 작업을 통해서 이번 설계를 완성하게 되었다.
회로를 완성했을 때, 그 성취감은 무엇으로 표현 될 수 있을지 모르겠다. 하지만 이번 설계를 하면서 얻은 많은 것과 성취감은 나에게 앞으로 많은 이익을 줄지는 정확히 알고 있다.
첨부 1. HD74LS47P DATA SHEET
첨부 2. FND507 DATA SHEET
첨부 3. Artwork - Printed on OHP

키워드

BCD,   7-SEGMENT,   세그먼트,   Decoder,   회로기판,   PCB