4511 7セグメントデコーダの活用：実践的BCD表示チュートリアル

部品と材料

• 4511 BCD-7セグメントラッチ/デコーダ/ドライバ（Radio Shackカタログ# 900‑4437）
• コモンカソード7セグメントLEDディスプレイ（Radio Shackカタログ# 276‑075）
• 8ポジションDIPスイッチ（Radio Shackカタログ# 275‑1301）
• 10kΩ抵抗4個
• 470Ω抵抗7個
• 6V電池1個

⚠️ 注意： 4511 ICはCMOSであり、静電気放電に非常に敏感です。慎重に取り扱い、帯電防止リストストラップを使用してください。

関連リファレンス

Lessons In Electric Circuits、第4巻、第9章：「組み合わせ論理関数」

学習目標

• 4511 7セグメントデコーダ/ディスプレイドライバICの使用方法を理解する
• バイナリコード化十進数（BCD）表現に慣れる
• 7セグメントLEDアセンブリで十進数字表示を作成する
• アクティブローとアクティブハイの両ロジック入力を識別し、扱う

回路図

イラストレーション

手順

この演習では、デジタルデバイスで一般的なコンポーネントである4511デコーダ/ディスプレイドライバICを紹介します。このICは4ビットBCD入力を受け取り、適切な出力ライン（a-g）を活性化して、7セグメントLEDに対応する十進数字を表示します。

BCD入力はA、B、C、D（最下位から最上位）とラベル付けされています。各出力は、LEDセグメントに到達する前に470Ωの直列抵抗を通ります。4511はコモンカソードディスプレイを必要とし、ここではそれを使用します。

回路を組み立て電源を投入したら、DIPスイッチでバイナリ値0000から1111までステップさせてください。ディスプレイを観察：0000で「0」、0001で「1」、…、1001（十進「9」）まで表示されます。1010-1111は1桁の十進数を超えるバイナリ数で、BCDでは未定義です。データシートによると、これらの入力ではディスプレイがブランクになるか、未定義パターンを表示します。

4511の3ピンは永久的にV_DDまたはグラウンドに接続されています：ラッチイネーブル（LE）、ブランク入力（BI）、ランプテスト（LT）。これらの機能を探るには、各ピンを1つずつ外し、ショートジャンパーを反対レールに切り替え可能な長いワイヤーに置き換えてください。

例えば、ピン5（LE）のグラウンド接続ジャンパーを外し、長いジャンパーでV_DDに切り替え可能にします。BCD入力を変化させ、ディスプレイの変化を観察してください。LEの役割を理解したら、デフォルトレールに再接続し、BIとLTで実験してください。

BIとLTはアクティブロー入力（略称にバーが付く）で、ローに引かれたときに機能します。LEはアクティブハイで、ハイに引かれたときに作動します。詳細な動作と推奨動作条件については4511データシートを参照してください。

安全性とトラブルシューティング

• LED電流定格を超えないよう抵抗値を常に再確認してください。
• 4511のピン間接続を確認：A-D（1-4）、LE（5）、a-g（6-12）、BI（13）、LT（14）、V_DD（15）、V_SS（8）。
• ディスプレイが応答しない場合、コモンカソード接続が正しいか、ピンがフローティングしていないか確認してください。
• マルチメータで導通をテストし、電池が6Vを供給しているか確認してください。