KR20030079679A - 7 세그먼트 표시기 - Google Patents

7 세그먼트 표시기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 7 세그먼트 표시기에 관한 것으로, 다수개의 발광다이오드를 통해 LCD 또는 막대형 발광다이오드와 동일한 효과를 나타낼 수 있도록 하므로써 제조단가를 절감하여 제품의 가격 경쟁력을 강화하는 데 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 BCD-to-7 세그먼트 디코더ㆍ저항등의 각종 소자를 구비한 인쇄회로기판, 전체적으로는 '8'자 모양으로 나열되어 상기 인쇄회로기판에 설치되고 BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는 발광다이오드 및 상기 '8'자 모양에 관계하여 7개가 관통 형성되고 각각의 내부공간에 상기 소정갯수의 발광다이오드가 안착하여 각각이 하나의 세그먼트를 형성하는 관통공과, 상단면에 부착되어 상기 관통공으로부터 방출된 빛을 투과시키는 테이프를 구비하는 몸체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성을 통해 본 발명은 세그먼트를 LCD 또는 막대형 발광다이오드로 세그먼트를 형성한 것과 동일한 효과를 내므로, 제조단가를 절감하여 제품의 가격 경쟁력을 강화할 수 있다.

Description

7 세그먼트 표시기{7 segment display}
본 발명은 7 세그먼트 표시기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는 발광다이오드들이 전체적으로는 '8'자 모양으로 나열되어 인쇄회로기판에 설치되고, 몸체에는 상하수직으로 관통한 7개의 관통공이 상기한 '8'자 모양으로 동일하게 형성되어 그 내부공간에 발광다이오드가 위치됨으로서, 그 내부공간의 발광다이오드와 함께 각각의 세그먼트를 형성하는 7 세그먼트 표시기에 관한 것이다.
일반적으로, 7 세그먼트 표시기라 함은 0에서 9까지의 숫자를 표시하기 위해 만들어진 장치를 일컫는데, 막대모양의 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 7개를 8자 모양으로 배열시키고 각 막대형 발광다이오드에 불을 점등시켜 10진 숫자를 표시하도록 되어 있는 장치를 말한다.
도 1은 종래의 7 세그먼트 표시기를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 7 세그먼트 표시기의 세그먼트를 나타낸 도면으로서, 각각 하나의 발광다이오드로 형성된 세그먼트(11) 7개가 8자 모양을 형성하고 있고, 7 세그먼트 표시기(10)의 하단에 10개의 접속핀(13)이 형성되어 있다.
참고로, 7 세그먼트 표시기에 있어서 막대 모양의 발광다이오드 하나 하나를 세그먼트(Segment)라고 하며, 발광다이오드가 7개 사용됨으로 7 세그먼트 표시기라는 명칭으로 불리어지게 되었다.
종래의 7 세그먼트 표시기는 내부에 막대형 발광다이오드 또는 LCD(Lyquid Crystal Diaplay)를 각각 내장하여 전류가 인가되어 발광된 세그먼트(11)들을 통해 숫자를 표시하게 된다.
각각의 접속핀(13)은 인쇄회로기판(30)의 각 접속홀(13a)에 전기적으로 접속되어, 해당 세그먼트(11)에 전류를 유도함으로서, 전류가 유도된 해당 세그먼트(11)가 발광하도록 한다.
이러한 7 세그먼트 표시기는 애노드 공통형(Common-anode type)과 캐소드 공통형(Common-cathod type)의 2가지가 있는데, 애노드 공통형과 캐소드 공통형에 대해서 간단히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 애노드 공통형은 각 발광 다이오드의 애노드 단자들이 공통으로 묶여 있으며, 이 공통단자에 Vcc(+5V)를 직접 연결하고 a, b, c,...등의 각 입력단자에는 저항을 하나씩 직렬로 연결한 후, 이 저항 끝에 접지(0V)를 연결하면 대응되는 발광 다이오드에 불이 켜진다.
입력단자 쪽에 저항을 직렬 연결하여 사용하는 이유는 만일 저항을 연결하지 않고 a, b, c,... 등의 입력단자에 직접 접지(0V)를 연결하면 발광 다이오드에 과전류가 흘러 고장의 원인이 된다. 일반적으로 사용되는 저항값은 수백 옴(ohm, Ω)정도이다.
도 3은 종래의 7 세그먼트 표시기의 구동과정을 나타내기 위한 블럭도로서, 상술한 7 세그먼트 표시기는 BCD(Binary Coded Decimal)-to-7 세그먼트 디코더에 의해 제어된다.
BCD-to-7 세그먼트 디코더는 간단히 말하면 4 비트로 구성된 BCD 값을 입력으로 받아들여 7 세그먼트 표시기에 사용되는 a, b, c,... 신호를 만들어 내는 조합회로이다.
통상적으로, 부호화 또는 코드화(encode)라 함은 수나 분자나 단어 또는 어떤 정보 등을 특정 기호 또는 심볼(symbol)들의 조합으로 표현하는 것을 말하는데, 심볼들의 조합을 코드(code)라고 한다. 만일 10진수를 2진수로 표현하면 표현된 2진수를 "0"과 "1"의 심볼로 표현된 코드로 볼 수 있다.
BCD 코드는 아래 [표 1]에 나타낸 바와 같이 10진수의 각 숫자를 대응되는 2진수로 표현하는 코드이다. 예를 들어 10진수 '715'를 BCD 코드로 표현하면 숫자 7, 1, 5 각각에 대한 2진수 표현을 차례로 쓰면 된다.
[표 1]
10진 숫자 BCD(Binary Coded Decimal) 코드
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
즉, 10진수 숫자 '7'은 BCD코드에 '0111'을, 10진수 숫자 '1'은 BCD 코드에 '0001'을, 10진수 숫자 '5'는 '0101'을 입력하면, 7 세그먼트 표시기(10)의 해당 세그먼트가 점등하여 '715'라는 숫자를 표시하게 된다.
하지만, 이러한 종래의 7 세그먼트 표시기는 막대형 발광다이오드나 LCD 등을 저항 등과 함께 일체로 형성하여 제조 단가가 높은 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는 발광다이오드들이 전체적으로는 '8'자 모양으로 나열되어 인쇄회로기판에 설치되고, 몸체에는 상하수직으로 관통한 7개의 관통공이 상기한 '8'자 모양으로 동일하게 형성되어 그 내부공간에 발광다이오드가 위치됨으로서, 그 내부공간의 발광다이오드와 함께 각각의 세그먼트를 형성하는 7 세그먼트 표시기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 7 세그먼트 표시기와 같이 막대형 발광다이오드 또는 LCD 를 각종 소자와 일체로 형성하지 않고, 다수개의 발광다이오드를 BCD-to-7 세그먼트 디코더 또는 저항 등과 함께 인쇄회로기판에 설치함으로서 그 제조단가를 절감하여 제품의 가격 경쟁력을 강화시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본체와 인쇄회로기판을 분리가능하게 구성함으로써 파손된 발광다이오드를 개별적으로 용이하게 교체할 수 있도록 하여 7 세그먼트 표시기의 수리비용을 절감하는데 있다.
도 1은 종래의 7 세그먼트 표시기를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 7 세그먼트 표시기의 세그먼트를 나타낸 도면.
도 3은 종래의 7 세그먼트 표시기의 구동과정을 나타내기 위한 블럭도.
도 4는 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기의 분리 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 7 세그먼트의 다른 실시예를 나타낸 분리 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기 몸체의 저면을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명에 따른 상부로 갈수록 폭이 좁아지는 관통공을 구비한 7 세그먼트 표시기의 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 관통공을 구비한 7 세그먼트 효시기의 단면도.
***도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
100 : 7 세그먼트 표시기 110 : 몸체
120 : 관통공 140 : 발광다이오드
150a: 접속핀 150b: 접속홀
160 : 제어기판 200 : 인쇄회로기판
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명의 특징은 다음과 같다. 즉,본 발명의 7 세그먼트 표시기는 BCD-to-7 세그먼트 디코더ㆍ저항등의 각종 소자를 구비한 인쇄회로기판, 전체적으로는 '8'자 모양으로 나열되어 상기 인쇄회로기판에 설치되고 상기 BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는 발광다이오드 및 상기 '8'자 모양에 관계하여 7개가 관통 형성되고 각각의 내부공간에 상기 소정갯수의 발광다이오드가 안착하여 각각이 하나의 세그먼트를 형성하는 관통공과, 상단면에 부착되어 상기 관통공으로부터 방출된 빛을 투과시키는 테이프를 구비하는 몸체를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 그 재질을 비투광성 합성수지로 하여 발광 다이오드에서 방출된 빛이 관통공의 상부로만 발산되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 몸체는 관통공은 상부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성하여 빛의 선명도를 높이거나, 반대로 상부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성하여 세그먼트를 멀리서도 육안으로 식별가능하게 할 수도 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기를 도시한 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기를 도시한 분리 사시도이다.
본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기를 간단히 설명하면, 예를 들어 BCD-to-7 세그먼트 디코더(도시하지 않음), 저항(도시하지 않음) 등을 포함하여 각종 소자가 부착 래핑되는 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB)(200),인쇄회로기판(200) 상면에 8자 모양으로 부착되어 BCD-to-7 세그먼트 디코더에 의해 제어되어 발광하는 다수개의 발광다이오드(140), 상기한 발광다이오드(140)를 내부에 위치시키며 이들로부터 방출된 빛을 소정의 모양으로 방출하는 몸체(110)로 이루어져 있다.
또한, 몸체(110)는 상기한 8자 모양으로 수직방향으로 관통되어 그 내부공간에 발광다이오드(140)를 위치시키는 관통공(120)이 형성되어 있으며, 그 상단면에는 상술한 관통공(120)으로만 빛을 투과시키는 테이프(130)가 부착되어 있다. 그리고, 하단부의 테두리엔 몸체(110)를 인쇄회로기판(200)에 설치할 수 있도록 소정갯수의 결합고리(110a)가 형성된다.
참고로, 상기한 인쇄회로기판상에 부착 래핑되는 소자들 예를 들어 BCD(Binary Coded Decimal)-to-7 세그먼트 디코더, 저항 등의 소자는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 실시할 수 있으므로, 여기서는 그 설명을 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기의 구성을 그 작용과 함께 더욱 상세하게 설명한다.
먼저, 인쇄회로기판(200)은 전술한 바와 같이 BCD-to-7 세그먼트 디코더, 저항 등을 포함하여 각종 소자가 부착 래핑되며, 발광다이오드(140)와 몸체(110)를 부착하는 베이스로서의 기능을 수행하는 것으로서, 발광다이오드(140)를 BCD-to-7 세그먼트 디코더, 저항 등의 각종 소자와 전기적으로 접속시키고, 후술한 몸체(110)를 부착시키기 위해 결합홈(110b)이 형성된다.
발광다이오드(140)는 하나의 관통공(120) 내부에 발광다이오드(140)가 안착되어 발광함으로써 하나의 세그먼트를 형성하는데, 총 7개의 세그먼트가 8자 모양으로 인쇄회로기판(200)에 설치된다.
본 발명에 따른 실시예에서는 하나의 발광다이오드(140)로 하나의 세그먼트를 형성하므로, 총 7개의 발광다이오드(140)가 설치되도록 하였으나 빛의 세기에 따라 소정갯수의 발광다이오드(140)를 직선으로 나열하여 하나의 세그먼트를 형성하도록 할 수도 있다.
상기한 실시예에서는 하나의 발광다이오드(140)가 하나의 세그먼트를 형성하도록 하고, 이러한 세그먼트 7개를 이용하여 8자 모양을 형성함으로서 0에서 9까지의 모든 숫자를 표현할 수 있도록 한다.
참고로, 발광다이오드(140)는 상기한 BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는데, BCD-to-7 세그먼트 디코더는 숫자 '2'를 표시하기 위해서 도 2 에 도시된 해당되는 세그먼트의 발광다이오드들 즉, a, b, d, e, g 세그먼트의 발광다이오드들을 점등시키고, 이와 마찬가지로 숫자 '9'를 표시하기 위해서는 a, b, c, d, f, g 세그먼트의 발광다이오드(140)들을 점등한다.
마지막으로, 몸체(110)는 합성수지로 사출성형된 것으로, 발광다이오드(140)의 발광시 합성수지로 빛이 투과하지 않도록 하여 인접한 세그먼트에 영향을 미치지 않도록 하기 위해, 비투광성의 합성수지를 사용하거나 관통공(120)의 벽면을 비투광성 물질로 도포하는 것이 바람직하다.
몸체(110) 하단부의 각 모서리 부분에는 결합고리(110a)를 형성하고 이를 회로기판(200)에 형성된 결합홈(110b)에 삽입하여 상기한 인쇄회로기판(200)상에 몸체(110)를 고정 설치할 수 있도록 한다.
종래의 7 세그먼트 표시기는 몸체와 인쇄회로기판을 일체로 형성하여 발광 다이오드의 파손시에 7 세그먼트 표시기 전체를 교체하여야 하였으나, 본 고안에 따르면 개개의 발광다이오드(140)를 교체할 수 있도록 하여 수리를 용이하게 하고 수리비용을 절감할 수 있다.
상기한 몸체(110)는 수직방향으로 관통하여 형성된 7 개의 막대형 관통공(120)이 전체적으로는 8자 모양으로 형성되어 있는데, 각각의 관통공(120)은 서로 단절되고, 전술한 하나의 세그먼트를 형성하는 발광다이오드(140)는 각 관통공(120)의 내부 공간에 위치시키며, 각 관통공(120) 내부의 발광다이오드(140)가 선택적으로 발광하는 한편, 몸체(110)를 이루는 합성수지 내부로는 빛이 투과할 수 없도록 함으로서, 마치 LCD 또는 막대형 발광다이오드와 같은 효과를 올릴 수 있도록 한다.
몸체(110)의 상단면에는 테이프(130)를 부착시키는 데, 테이프(130)는 상술한 관통공(120)의 상단만으로 빛이 투과할 수 있도록 관통공(120)의 수직상부에 그 관통공(120)과 동일한 넓이로 투명하게 형성하고 그 외 지역은 검게 하므로, 발광다이오드(140)의 발광시 주변의 색 즉, 테이프(130)의 검은색 부분에 비해 빛의 색을 더욱 명확하게 할 수 있다.
따라서, 테이프(130)에서 빛이 투과하는 면은 관통공(120) 상부의 모양과 동일하게 8자 모양으로 형성되게 된다.
도 6은 본 발명에 따른 7 세그먼트 표시기의 다른 실시예를 도시한 분리사시도이다. 도 6에 도시한 바와같이, 몸체(110) 내부에 안착되는 발광다이오드(140)는 접속핀(150a)을 매개로 하여 제어기판(160)에 연결될 수도 있다.
보다 상세하게 설명하면, 본 실시예의 7 세그먼트 표시기는 제어기판(160), 인쇄회로기판(200), 몸체(110), 테이프(130)를 포함하여 이루어진다.
제어기판(160)은 후술한 접속핀(150a)이 삽입되는 다수개의 접속홀(150b)이 형성되어 접속핀(150a)을 매개로 인쇄회로기판(200)과 연결되고, BCD-to-7 세그먼트 디코더ㆍ저항 등의 각종 소자가 부착되어 관통공(120)의 상단으로 빛을 발산시키는 발광다이오드(140)를 표현하고자 하는 숫자에 따라 선택적으로 발광시킨다.
인쇄회로기판(200)은 상부에 전체적으로 '8'자 모양으로 설치된 발광다이오드(140), 하부에 발광다이오드(140)에 전류를 인가하는 접속핀(150a), 상부 가장자리에는 상단면에 수직한 방향으로 연장성형된 결합고리(110a)가 구비된다.
상기 접속핀(150a)은 세그먼트를 형성하는 발광다이오드(140)와 각각 연결되어 있고, BCD-to-7 세그먼트 디코더에 의해 접속홀(150b)에 삽입된 접속핀(150a)을 제어하게 된다. 따라서 전류가 인가된 해당 발광다이오드(140)만이 발광하여 세그먼트는 숫자를 표시할 수 있다.
상기 결합고리(110a)는 후술한 결합홈(110b)에 결착되어 결합고리(110a)를 구비한 인쇄회로기판(200) 전체를 몸체(110)의 하부에 고정지지 되도록 한다.
몸체(110)는 내부에 인쇄회로기판(200)을 안착시키도록 바람직하게는 측면가장자리에 상기 결합고리(110a)와 대응되도록 결합홈(110b)이 형성되어 진다. 몸체(110)에 형성되어지는 관통공(120)의 위치, 구조, 배열은 전술한 실시예와 같다.
또한, 테이프(130)는 몸체(110) 상단면에 부착되어 관통공(120)의 상단만으로 빛이 투과할 수 있도록 하는 것은 전술한 실시예와 같다.
여기서, 몸체(110)는 비투광성의 합성수지이거나 관통공(120)의 벽면을 불투광성 물질로 도포하여 빛이 다른 관통공(120)으로 투과되지 않도록 하는 것은 전술한 실시예와 같다.
따라서, 본 실시예에 따른 7 세그먼트 표시기는 발광다이오드(140)가 접속핀(150a)을 매개로 하여 제어기판(160)에 연결되게 함으로써 파손된 발광다이오드(140)를 교체할 수 있다. 즉, 교체시 제어기판(160)에 접속된 접속핀(150a)을 뽑고 결합고리(110)에 의해 결착된 몸체(110)와 인쇄회로기판(200)을 분리시키기만 하면, 발광다이오드(140)는 개별적으로 용이하게 교체되어 진다.
한편, 전술한 제 1 실시예 또는 제 2 실시예에 있어서 관통공(120)은 도 8 에 도시된 바와 같이 수직상부로 갈수로 그 폭이 좁아지도록 형성하여, 관통공(120)의 상부로 나오는 빛을 모아서 밝기를 높이므로 선명도가 높아지게 된다.
이러한 구성을 통해, 본 발명의 7 세그먼트 표시기의 발광과정을 살펴보면 다음과 같다.
BCD-to- 7 세그먼트 표시기 디코더를 통해 제어되는 발광다이오드(140)들에 전류가 인가되면, 해당 세그먼트를 형성하는 발광다이오드(140)가 발광하게 된다.
이러한 발광다이오드(140)는 관통공(120) 내부공간에 안착되어 각각이 하나의 세그먼트를 형성하게 되며, 전체적으로는 특정 숫자를 표시할 수 있는 7 세그먼트 표시기가 형성된다.
본 발명은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.
예를 들어, 본원발명은 7 세그먼트 표시기만으로 설명하였으나 반드시 7 세그먼트 표시기에만 사용되는 것은 아니며, 인쇄회로기판을 이용하여 기타 다른 형태의 모양에도 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 관통공(120)은 전술한 실시예에서 상부로 갈수록 폭이 좁아지도록 형성하였으나, 도 9 에 도시된 바와 같이 상부로 갈수록 그 폭이 넓어지게 형성하여 먼 거리에서도 육안으로 확인하기 용이하게 할 수도 있다.
즉, 관통공(120)을 상부로 갈수록 넓게 형성하고, 그 내면에 빛을 반사하는 반사면(112)을 형성하여 발광다이오드(140)으로부터 발광된 빛이 상기한 반사면(112)에 반사되어 멀리서도 확인할 수 있도록 한다.
이는 특히, 세그먼트의 크기가 큰 경우에 있어서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 7 세그먼트 표시기의 각 세그먼트는 발광다이오드를 통해 발광표시하고, 이를 합성수지로 사출성형된 몸체로 형성하여 세그먼트를 LCD로 형성한 것과 동일한 효과를 낼 수 있다.
본 발명의 다른 효과는 전술한 바와 같이, 발광다이오드의 파손시 파손된 발광다이오드만을 개별적으로 교체할 수 있도록 하여 용이하게 수리할 수 있고, 수리비용을 절감할 수 있다.
본 발명의 또 다른 효과는 전술한 바와 같이, LCD를 사용하지 않고 발광다이오드를 사용함으로서 제조단가를 절감하여 제품의 가격 경쟁력을 강화시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. BCD-to-7 세그먼트 디코더ㆍ저항등의 각종 소자를 구비한 인쇄회로기판(200);
    전체적으로는 '8'자 모양으로 나열되어 상기 인쇄회로기판(200)에 설치되고 상기 BCD-to-7 세그먼트 디코더의 제어하에 발광하는 발광다이오드(140); 및
    상기 '8'자 모양에 관계하여 7개가 관통 형성되고 각각의 내부공간에 상기 소정갯수의 발광다이오드(140)가 안착하여 각각이 하나의 세그먼트를 형성하는 관통공(120)과, 상단면에 부착되어 상기 관통공(120)으로부터 방출된 빛을 투과시키는 테이프(130)를 구비하는 몸체(110)를 포함하여 이루어지는 7 세그먼트 표시기.
  2. BCD-to-7 세그먼트 디코더ㆍ저항등을 구비하여 각종 소자를 제어하는 제어기판(160)에 설치되는 한편, 상기 제어기판(160)에 연결되도록 하는 접속핀(150a)과 전체적으로 '8'자 모양으로 배치됨과 더불어 상기 접속핀(150a)을 통해 인가된 전원에 의해 발광하는 발광다이오드(140)를 구비하는 인쇄회로기판(200); 및
    상기 '8'자 모양으로 7개가 관통되어 상기 발광다이오드(140)와 함께 각각이 하나의 세그먼트를 형성하는 관통공(120)과 상단면에 부착되어 상기 관통공(120)으로부터 방출된 빛을 투과시키는 테이프(130)를 구비하는 몸체(110)를 포함하여 이루어져,
    몸체(110) 내부에 상기 인쇄회로기판(200)이 원터치로 결합할 수 있도록 한것을 특징으로 하는 7 세그먼트 표시기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 몸체(110)는 그 재질이 비투광성 합성수지인 것을 특징으로 하는 7 세그먼트 표시기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 관통공(120)은 상부로 갈수록 폭이 좁아지게 형성되는 것을 특징으로 하는 7 세그먼트 표시기.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 관통공(120)은 상부로 갈수록 폭이 넓어지게 형성되는 것을 특징으로 하는 7 세그먼트 표시기.
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