ロジックＩＣ編 ロジックＩＣは何をしているのでしょう。 　ロジックＩＣはデジタル回路を作る上で必ず使用するＩＣですが種類も豊富ですので、ややこしいＩＣもありますが、ここでは良く使う物だけピックアップし、その簡単な動作を説明していますので参考にして下さい。また、このＩＣ類はデジタル系の基本ですキットにも含まれていると場合もあるので型番を捜してみて下さい。 　ICは方向が有りますので注意してください。基板に差す時もピンが少し広がっているので少し机の上でピンを整えてから基板に順番に差し全てのピンが差さった事を確認してからハンダ付けすると良いでしょう。 　Ｃ−ＭＯＳのＩＣは入力インピーダンスがかなり高いので静電気などで壊れる危険があります。よく黒色のスポンジに刺さっていますがこのスポンジは導電性のスポンジで静電気からＩＣを保護してくれます。

☆　目次　☆　ロジックICの仕事は何だろう！ ロジックＩＣはなんだか難しそうに思いますが基本的な部分は単純です。 　キットでも使われる場合が多いので作る前に予備知識として参考にして下さい。 ロジックＩＣには基本的な論理が入っているＩＣとその組み合わせのＩＣに分けれます。 　基本ロジックと応用ロジックに分けて調べてみましょう。 ロジックＩＣの単純な論理だけ入っているＩＣです。 　初心者の方はこの基本ロジックが入っているＩＣから学んでいきましょう。 ロジックＩＣの論理が解ったら次は応用だ！ 　チョット複雑ですが「こんな感じか！」と言う雰囲気でも味わってみましょう。 ロジックで使われる論理を学んでみましょう。（基礎部分のみ説明します） 　論理と言っても実際は簡単ですが問題はそれが組み合わさったらややこしいものです。

ロジックＩＣ ロジックＩＣを学ぼう ■　ロジックを学ぼう！！　■ 　ロジックＩＣとは、いったい何をしているのでしょうか？ そうですロジックＩＣはまず基本になる論理（ロジック）を学ばなければならないのですが基本のロジックというとやはり「ＴＴＬ」をまず先に学ぶことになります。そしてそのロジックこそがすべてのロジックＩＣを作る元となります。もし本格的にやりたい方はこのロジックをしっかりとマスターして下さい。（当ホームページは初級コースです） 　ＴＴＬだけでもマスターしておけば、よほど難しい仕事に就かない限りなにかと便利ですよ！

■　ロジックICとは？　■ ロジックＩＣはデジタルの基本になるＩＣでキットでも良く出てきます。またロジックＩＣといってもたくさん有りますので、まずＩＣの種類とその性質について簡単に説明しましたので一緒に学んでいきましょう。ロジックＩＣも時代の流れに勝てず無くなったＩＣや無くなりつつあるＩＣなどがあります。その辺もふまえて説明しますが、大雑把にＴＴＬとＣＭＯＳの二種類に分かれます。 ■　ロジックICの足は？　■ ・ロジックＩＣの足は１４ピン〜４０ピン位が標準（もっとでかいのもあるよ）で使用するピン数は１４・１６・２０ピンが主に使われています。 ・ＩＣの足のピッチですがＤＩＰ型の場合は２．５４mmピッチと決まっています。 　（ユニバーサル基板（等間隔に穴が開いている基板）はこのピッチの物を購入するとＩＣが差さります） ・　最近のＩＣはピッチの細かいＩＣやフラットなどもあります。 ■　参考・注意点　■ ・変遷⇒「７４ｘｘｘ」（消費電流大）→「７４ＬＳｘｘｘ」（低消費電流）→「７４ＨＣｘｘｘ」（超低消費電流）→「７４ＶＨＣｘｘｘ」（フラット） ・注意⇒ＴＴＬは消費電力などの問題点からＣＭＯＳへ移行が進んでいますが現段階ではまだ入手できますのでその辺も含めて記載してあります。 ・参考⇒静的消費電流（Ｉｃｃ）、速度（ｔｐｄ）の値は「７４ｘｘ００」を参考にしています。

型　番 説　　明 ７４シリーズ 【74xxx】 　ＴＴＬ(TransistorTransistorLogic)と呼びディジタル回路を組む場合に必要な部品です。初心者の方もこのＴＴＬから論理を勉強することでしょう。このシリーズは１９７０年頃、最初に誕生したＴＴＬが７４シリーズです。その後２０年くらい王座に君臨していましたが消費電力の関係で「ＬＳシリーズ」に変わりました。またノイズにはめっきり弱いＩＣでした。 電源電圧は４．７５Ｖ〜５．２５Ｖと範囲が狭く消費電流は８ｍＡで速度は２２ｎｓですが、やはり消費電流はすごい！ ４０Ｈシリーズ 【40H000】 　このＩＣは７４ＨＣシリーズのできる前に作られた物ですが基本的にはＴＴＬと型番でのピン互換もあり便利なＩＣでしたが７４ＨＣタイプの需要が伸び４０Ｈシリーズがあまり使われないようになったようです。そのため残念ながらこのタイプは保守廃品種となり入手不可能となりました。電源電圧が幅広いのが特徴です。この特徴を生かし電池で動作も可能でしかも低消費電流です。これも静電気に注意してください。 電源電圧は２Ｖ〜８Ｖと低い電圧の幅があり電池駆動可、消費電流は０．０２ｍＡで速度は１８ｎｓです。 ７４ＬＳシリーズ 【74LSxxx】 　７４ＬＳシリーズ（低消費電流ショットキ）としては元祖７４シリーズの２代目となります。そのため型番での完全互換です。つまりＩＣを差し替えてもハード的に問題はない（スピードなどの問題もあるが通常は動きます）。このほかに速度の速い７４Ｓシリーズ（ショットキ）もあります。このＩＣもノイズに弱いです（パスコンが必要） 電源電圧は４．７５Ｖ〜５．２５Ｖと範囲が狭く消費電流は１．６ｍＡで速度１５ｎｓです。 ７４ＨＣシリーズ 【74HCxxx】 　７４ＬＳｘｘｘと完全ピン互換ですので現在は、このＩＣが主流になりました。魅力はＣＭＯＳなのでかなり低消費電流ですがＴＴＬと違い未使用の入力ピンは処理（プルアップ・プルダウンなど）が必要です。ＨＣシリーズも近年どんどん新しくなりフラットタイプですが７４ＶＨＣシリーズなどに移行中です。もちろんＣＭＯＳですので静電気に注意してください。 電源電圧は２Ｖ〜６Ｖと低電圧も良いので電池駆動可、消費電流は０．０２ｍＡで速度は８ｎｓです。 ４０・４５シリーズ 【４０ｘｘ】 【４５ｘｘ】 　昔から変わらず現在６６種類くらいの型番があるＩＣです。昔ＴＴＬとは別の使われ方だったため型番やピンなどは、全然バラバラでＴＴＬとはピン互換はありません。電源電圧も幅広く、高い耐ノイズ性などが特徴です。但し速度は遅いので高速を望む事はできませんがキットでは良く使われるＩＣです。最大の特徴は桁違いの超低消費電力のため電池動作可、これも静電気に注意してください。 電源電圧は３Ｖ〜１８Ｖと幅が広いので電池動作可、消費電流も０．００１μＡで速度は１００ｎｓです。（参考４００１）

ロジックＩＣ 　ロジックＩＣを学ぼう ■　ロジックＩＣのピン番号について　■ 　ロジックＩＣやその他のＤＩＰＩＣはピン番号の位置が決まっています。次の写真を参考にして学んでいきましょう。 　ロジックＩＣのピン番号はチョット変わっていますのでその辺を調べてみましょう。 　図のように丸くへこんだ部分が１番側ですが、へこんだ部分を上にして左側の一番上が１番ピンです。ピン番号はそのまま下へ番号が増えていき最後まで来たらそのまま右へ移動しそこから戻るように番号を増やします。 　ＩＣによりへこみが無く型番の記載されている場所の左上に丸印が印刷かくぼんでいるタイプもありますので注意しましょう。 　図のようにへこみを上にして、 ちょうど英文字の「Ｕ」を描いたように 番号が進むと覚えて下さい。 ＜注意＞ 　もしＩＣを逆に付けたまま電源を入れてしまった場合は注意が必要です、それは逆のＩＣがかなり高熱になっている場合があります。むやみに基板を触ってチェックしていると手にヤケドをする場合がありますので慎重に検査して下さいね！ （触ると言うより叩く感じて触ると多少安全かも知れません） 　このままにするとＩＣは破損（少しの間でも電源を入れていた場合でも危ない）しその他周辺の回路も破損のおそれがありますので電源を入れる前には必ず向きだけはチェックしましょう。

基本ロジック ◇基本的なロジックＩＣの紹介◇（それ以外のＩＣは次の表です） 　ロジックＩＣをマスターするにはまず基本ロジックを勉強しましょう。なんだかわかりそうもないかもしれませんがガンバリましょう。ロジック自体のしくみは後で学ぶことにしてまずロジックＩＣの基本となるＩＣ自体を見てみましょう。キットでも使われる部品です確認してみてください。

【参考】 　ここでは３種類の型番を紹介しますが基本的にピン番号は同じため７４ＨＣタイプで表記します。実際は「７４００」・「７４ＬＳ００」・「７４ＨＣ００」・「７４ＶＨＣ００」「４０Ｈ０００」などの種類があります。下記の部品名は「７４ＨＣ００」のみで表記します。それ以外の型番は一種類しかないＩＣです。

部 品 名 簡　単　な　説　明 型　番 論理 回路 ピン/ 　素子 ７４ＨＣ００ ＮＡＮＤ 14/4 ２入力のＮＡＮＤ回路です。入力が共にＨｉの時のみ出力がＬｏとなり、それ以外はＬｏです。 ７４ＨＣ０２ ＮＯＲ 14/4 ２入力のＮＯＲ回路です。入力が共にＬｏの時のみ出力がＨｉとなり、それ以外はＬｏです。 ７４ＨＣ０３ ＮＡＮＤ 14/4 出力がオープンドレインタイプの２入力のＮＡＮＤ回路です。「００」と互換です。 ７４ＨＣ０４ ＩＮＶ 14/6 １入力のＩｎｖｅｒｔｅｒ回路です。入力がＬｏの時出力はＨｉ、入力がＨｉの時出力がＬｏです。 ７４ＬＳ０６ ＩＮＶ 14/6 １入力のＩｎｖｅｒｔｅｒ回路です。オープンコレクタで残念ながらＨＣタイプはありません。 ７４ＨＣ０８ ＡＮＤ 14/4 ２入力のＡＮＤ回路です。入力が共にＨｉの時のみ出力がＨｉとなり、それ以外はＬｏです。 ７４ＨＣ１０ ＡＮＤ - 14/3 ３入力のＡＮＤ回路です。３入力になっただけで「０８」と同等です。 ７４ＨＣ１４ ＩＮＶ 14/6 １入力のＩｎｖｅｒｔｅｒ回路です。「０４」と同じですがシュミット・トリガタイプです。 ７４ＨＣ２０ ＮＡＮＤ - 14/2 ４入力のＮＡＮＤ回路で論理は「００」と同等です。 ７４ＨＣ２１ ＡＮＤ - 14/2 ４入力のＡＮＤ回路で論理は「０８」と同等です。 ７４ＨＣ３０ ＮＡＮＤ - 14/1 あまり使いませんが８入力のＮＡＮＤ回路で論理は「００」と同等です。 ７４ＨＣ３２ ＯＲ 14/4 ２入力のＮＯＲ回路です。入力が共にＬｏの時のみ出力はＬｏとなり、それ以外はＨｉです。 ７４ＨＣ７４ Ｆ．Ｆ - 14/2 Ｄフリップフロップ回路の定番です。「００」で回路も作れますがこのＩＣですぐ実現！ ７４ＨＣ８６ ＥｘＯＲ 14/4 ２入力のＥｘＯＲ回路です。入力が共に違う論理の時のみＨｉとなり、それ以外はＬｏです。 ７４ＨＣ１３２ ＮＡＮＤ 14/4 ２入力のＮＡＮＤ回路です。「００」と同じ論理ですがシュミット・トリガタイプです。 ７４ＨＣ２６６ ＥｘＮＯＲ 14/4 ２入力のＥｘＮＯＲ回路で、入力が共に違う論理の時のみＬｏとなり、それ以外はＨｉです。 ４００１Ｂ ＮＯＲ 14/4 ４０シリーズの２入力のＮＯＲ回路で、動作は「０２」と同等ですがピン番が違います。 ４０１１Ｂ ＮＡＮＤ 14/4 ４０シリーズの２入力のＮＡＮＤ回路で、動作は「００」と同等ですがピン番が違います。 ４０１３Ｂ Ｆ．Ｆ - 14/2 ４０シリーズのＤフリップフロップ回路で、動作は「７４」に似ているがピン番が違います。 ４０６９Ｂ ＩＮＶ 14/6 ４０シリーズの１入力のＩｎｖｅｒｔｅｒ回路で、動作は「０４」と同等ですがピン番が違います。 ４０７１Ｂ ＯＲ 14/4 ４０シリーズの２入力のＯＲ回路で、動作は「３２」と同等ですがピン番が違います。 ４０７７Ｂ ＥｘＮＯＲ 14/4 ４０シリーズの２入力のＥｘＮＯＲ回路で、動作は「２６６」と同等ですがピン番が違います。 ４０８１Ｂ ＡＮＤ 14/4 ４０シリーズの２入力のＡＮＤ回路で、動作は「０８」と同等ですがピン番が違います。 ４５８４Ｂ ＩＮＶ 14/6 ４５シリーズの１入力のＩＮＶ回路で、動作は「１４」と同等ですがピン番が違います。

応用ロジック 　◇応用ロジックＩＣの紹介◇　（それ以外のＩＣは次の表です） 　ここでは基本ロジックが組み合わさったＩＣを紹介します。実際は上記の基本ロジックだけで製作することはできますが応用ロジックを使うことでかなり小型化されますので便利なＩＣです。

※参考 　ここでは３種類の型番を紹介しますが基本的にピン番号は同じため７４ＨＣタイプで表記します。実際は「７４００」・「７４ＬＳ００」・「７４ＨＣ００」・「７４ＶＨＣ００」「４０Ｈ０００」などの種類があります。下記の部品名は「７４ＨＣ００」のみで表記します。それ以外の型番は一種類しかないＩＣです。

部 品 名 簡　単　な　説　明 型　番 論理 ピン 素子 ７４Ｈ４８ ７ｓｅｇ １６ １ ７セグメントのＬＥＤをドライブするＩＣです。最近はあまり使わなくなりました。参考まで！ ７４ＨＣ１２３ Ｍ．Ｂ １６ ２ デュアル・モノステーブル・マルチバイブレータとか言うＩＣです。 ７４ＨＣ１２５ Ｂｕｆｆ １４ ４ ４素子のバス・バッファで３ステート機能を持っています。正論理で出力されます。 ７４ＨＣ２４０ Ｂｕｆｆ ２０ − ４素子２組のバス・バッファで３ステート機能です。負論理で出力されます。 ７４ＨＣ２４４ Ｂｕｆｆ ２０ − ４素子２組のバス・バッファで３ステート機能です。正論理で出力されます。 ７４ＨＣ２４５ Ｂｕｆｆ ２０ − ８入出力の双方向バス・バッファで３ステート機能です。正論理で出力です。 ７４ＨＣ３７３ Ｌａｔｃｈ ２０ − ８素子のＤラッチで３ステート機能です。８ヶの出力を一度に記憶できます。 ７４ＨＣ３７４ Ｌａｔｃｈ ２０ − ８素子のＤフリップフロップで３ステート機能です。「３７３」に似ています。 ７４ＨＣ５７３ Ｌａｔｃｈ ２０ − 「３７３」と同等ですがピン配置が違い綺麗に並んでいます。 ７４ＨＣ５７４ Ｌａｔｃｈ ２０ − 「３７４」と同等ですがピン配置が違い綺麗に並んでいます。 ７４ＨＣ５９５ Ｓ．Ｒ １６ − ８ビットのラッチ付きシフトレジスタで、シリアル→パラレル変換 ７４ＨＣ５９７ Ｓ．Ｒ １６ − ８ビットのラッチ付きシフトレジスタで、「５７５」と反対でパラレル→シリアル変換 ４０１７Ｂ Ｃｏｕｎｔ １６ １ ４０シリーズの１０進デコーダ・カウンタで７４シリーズには無いので「７４ＨＣ４０１７」を作った。 ４０４０Ｂ Ｃｏｕｎｔ １６ １ ４０シリーズの１２段カウンターで７４シリーズには無いので「７４ＨＣ４０４０」を作った。

論理はヤダ 　ロジックの論理と回路図を学ぼう 　何となく論理と聞いただけでもう眠くなるかもしれませんね。でも頭の体操と思って頑張って下さい。ロジックつまり論理は覚えておく結構役立つ物ですしこれを覚えて次のステップへいきましょう。

■　回路図は見てない！　■ 　　キットの説明書には良く回路図が記載されていますが見ただけで回路が読めるのであれば問題ありません、それではこの解りづらい図面を少しでも理解できるように簡単な回路図のサンプル図とその動作を見てみましょう。 ロジックＩＣはデジタルの基本になるＩＣでキットでも良く出てきます。実際にどのような動きをするものか簡単に説明しましょう。 ■　ＨｉとＬｏはいったいなに？　■ 　デジタルの世界では通常２進数で行われます。つまり「０（Ｌｏ）」と「１（Ｈｉ）」で表現され０．５などはありません。 「０(ゼロ）」はＬｏ(ロー）と表現し電圧では０Ｖ位をさします。また「１（イチ）」はＨｉ（ハイ）で電圧では５Ｖ位を指します。 但しＩＣ電源が５Ｖの時ですしＩＣの特性などでその値は変わります。下記に基本のロジックを説明しました。（これだけでは解らないかも） 　TTLロジックを見てみよう。

■　ロジック回路の基本回路一覧表　■ 　回路図を見ると下記の図を見ることがあるでしょう、でもこれ自体が何をしているか解りませんので簡単に説明しましょう。これだけでは説明不足ですが、まずはこの部分を勉強しましょう。

論理名 正 負 説　明 論理表 入力 Ａ 入力 Ｂ 出力 NOT   ◆NOT（ノット）は入力を反転して出力します。 ・「NOT」はノットと言います。Ｉｎｖｅｒｔｅｒ（インバータ）とも言います。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ０４／７４ＨＣ０４／４０６９(ピン違う） 0 - 1 1 - 0 NOT シュミット・トリガ 上記のNOTと同じで入力を反転して出力します。 ・シュミット・トリガ機能が付いているＩＣです。下記参照 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ１４／７４ＨＣ１４／４５８４Ｂ(ピン違う） 0 - 1 1 - 0 ＯＲ ＯＲ（オワ）はどちらかの入力が１になると出力が１となります。 ・標準は２入力タイプでは通常１４ピンで１つのＩＣの中に４素子入っています。 　入力の数は２入力の他に３、４、８入力などがあります。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ３２／７４ＨＣ３２／４０７１(ピン違う）  0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 ＮＯＲ ＮＯＲ（ノワ）はどちらか一方でも入力が１になった時出力が０となります。 ・基本的にオワと同じですが出力が反転しています。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ０２／７４ＨＣ０２／４００１(ピン違う） 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 ＡＮＤ  ＡＮＤ（アンド）は全ての入力が１になったときに出力が１となります。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ０８／７４ＨＣ０８／４０８１（ピン違う）  0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 ＮＡＮＤ  ＮＡＮＤ（ナンド）は全ての入力が１になったときに出力は０となります。 ・基本的にアンドと同じですが出力が反転します。 ロジックの基本との言われる論理でこれで他の論理も作れ便利です。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ００／７４ＨＣ００／４０１１（ピン違う）  0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ＮＡＮＤ シュミット・トリガ  ＮＡＮＤ（ナンド）は全ての入力が１になったときに出力は０となります。 ・アンドにＮＯＴを追加してアンドの出力が反転タイプ。シュミット・トリガが付いています。 ロジックの基本との言われる論理でこのＮＡＮＤからは他の論理も作れ便利です。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ１２３／７４ＨＣ１２３  0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ＸＯＲ  ＸＯＲ（エクスクルーシブ・オワ）はお互いの入力が一致しない時に出力１となる。 ・日本語では排他的論理和と言います。何かややこしい変わった論理です。 　データを反転する事やエッジの検出などに使われます。 ・代表ＩＣ→７４ＬＳ８６／７４ＨＣ８６  0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 ＸＮＯＲ  ＸNＯＲ（エクスクルーシブ・ノワ）はお互いの入力が一致した時に出力１となる。 ・基本的にはＥｘＯＲの出力を反転した物です。 　これも一致不一致の検出や加減算などおもしろい用途に使われます。 代表ＩＣ→７４ＬＳ２６６／７４ＨＣ２６６／４０７７Ｂ(ピン違う）　 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1   【コラム】 シュミット・トリガとは 　・記号の中に「」のマークが付いています。これはシュミット・トリガ機能が付いていると言う意味です。 　シュミット・トリガとは、入力がゆっくりと変化する場合の信号でも誤動作しにくいＩＣです。

※2017/10/09：「ＸＮＯＲ」論理値を修正しました。 （いろいろな方からご指摘いただきありがとうございます）

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