74HC157の１ピンの配線方法について

質問

ロジックICの７４HC１５７を利用してデジタルデータの２分岐セレクト回路を製作しようと考えております。

デジタルデータの配線はピンアサインに従って接続したのですが、１ピンのセレクト端子をどのように配線すればよいかわかりません。
私の理解では、トグルスイッチを利用して、プルアップ抵抗（４７ｋ位）を介し、５Vを１ピンに接続した場合BがYへと選択され、オープン状態のとき（デフォルト）はAがYへと出力されるものと考えているのですがこの理解で正しいでしょうか。

７４HC１５７を使用した制作記事を検索しても、１ピンは他のロジックICに接続されていたり、PICに接続されていたりと、１５７を直接スイッチで切り替える記事が発見できなかったので質問させていただきました。このような基本的なロジックICの使用方法が分かりやすく整理されたオススメの書籍などありましたら合わせてお教えいただければと存じます。

回答No.3

inara1 · ベストアンサー

質問に１つお答えしてませんでしたが、ストローブ端子（15pin）が L レベルの場合、 1pin が L のとき A 入力が選択され、H のとき B 入力が選択されます。データシート（http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC157AF_TC74HC158AP_ja_datasheet_071001.pdf）の2ページ目の中央あたりに真理値表が出ています。ST がストローブ端子、SELECT が 1pin です。

昔のロジックICはCMOSロジックでなくTTL（トランジスタ・トランジスタ・ロジック）だったので、入力をオープンにすれば H レベルになりました（TTLを対象としたデジタルICの書籍ではそう書かれています）。CMOSロジックの入力端子が他のICとつながっている場合でも、そのICの出力がHi-Z（高インピーダンス）モードになる場合には、入力端子がオープン状態になりますので注意が必要です。

手元にあるデジタルICの書籍では「改訂新版 定本 ディジタル・システムの設計」　http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/38/38921.htm　が良いと思います。ただし初版が1990年なので、TTL 中心の記述になっています。CMOSロジック主体の書籍は、絶版ですが、「基本・CMOS標準ロジックIC活用マスタ」　http://www.cqpub.co.jp/hanbai/books/32/32501.htm　が良いと思います。

お礼

詳細かつ丁寧なご回答誠にありがとうございます。
一番最初に悩んだのがストローブ端子のつなぎ方でして、何故このような端子が必要になるのか疑問でした。

なお、デジタルICの書籍のご紹介誠にありがとうございます。
今後はHC１５７やHC１４の使い方だけではなく、広くロジックICの使い方を学びたく思っておりますので、ご紹介頂いた本を日本の古本屋等で古書検索をかけてみたいと思っております。
最後に、初学者の質問にも真摯にご対応頂きまして心より感謝申し上げます。本当にありがとうございました。

回答No.2

86tarou

私の理解では、トグルスイッチを利用して、プルアップ抵抗（４７ｋ位）を介し、５Vを１ピンに接続した場合BがYへと選択され、オープン状態のとき（デフォルト）はAがYへと出力されるものと考えているのですがこの理解で正しいでしょうか。＞
基本的に正しいです。スイッチのチャタリングが気にならないなら、スイッチとプルアップ抵抗だけで良いです。綺麗に切り替わるようにしたいなら、コンデンサで鈍らせシュミットトリガ回路で波形整形します。
あと、出来るなら静電気対策としてスイッチ本体をアース（またはＧＮＤ）に落としておくと尚良しでしょうか。更にＩＣの入力に直列に適当な抵抗を入れることでもある程度電流制限を掛けられます。

お礼

回路図のご提示、誠にありがとうございます。
お陰様で図式的に理解をすることが出来ました。

チャタリングがでるとまずい回路なのでシュミットトリガICの導入を併せて検討いたします。

ご回答誠にありがとうございました。

回答No.1

inara1

CMOSロジックの入力端子はオープンにしてはいけません（入力インピーダンスが非常に高いため電圧が不定になる）。HレベルかLレベルのどちらかにしかならないような回路にする必要があります。機械的なスイッチと接続するときは、入力端子と電源間に数kΩ～数十kΩのプルアップ抵抗を入れて、入力端子とGND間にスイッチを接続します。この構成だと、スイッチがONのとき、入力がLレベルになりますが、論理を逆にしたいときは、入力端子とGND間に数kΩ～数十kΩのプルダウン抵抗を入れて、入力端子と電源間にスイッチを接続します。こうすれば、スイッチの状態がどちらであっても、入力端子は L か H にしかなりません。

機械的スイッチを入力端子に直接接続すると、接点が短時間にON/OFFを繰り返すチャタリングが発生するので、セレクトされるデータチャンネルが何回も変更されてしまいます。そういう現象が起きるとまずい場合は、チャタリング防止回路をスイッチと入力端子間に入れます。例えば、ここ（http://sanwa.okwave.jp/qa6657649.html）の回答3にあるような回路です。スイッチを押したとき、スイッチの右側の１個目のシュミットインバータの出力は H になり、２個目のシュミットインバータの出力は L になるので、どちらの出力を使うかで、入力したい論理レベルを選べます。

このような注意点はデジタルICの書籍にはたいてい出ています。ちょっと手元の書籍を探してみます。

お礼

迅速なご回答誠にありがとうございます。
今までアナログ回路の製作をしたことはあるのですが、デジタル回路やアンバッファ以外のロジックICの経験がなかったので大変助かりました。
本当にありがとうございます。

また、ご指摘通りチャタリングが出てはいけない回路（S/PDIFの切り替え）であるため、シュミットトリガ（HC14）の導入も検討しなければいけませんね。セレクト端子の切り替えが確認できたらご紹介頂いた回答３の回路を検討いたします。

書籍もご紹介いただけたら是非宜しくお願いいたします。