平成 24 年度
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高校生ものづくりコンテスト関東地区予選会
電子回路組立部門 課題

システム構成制御コンピュータ（4）に，設計・製作する入力回路（1）と制御対象回路（2）を接続し，その制御プログラム（3）を制作し，コンピュータ制御システムを完成させる。

（１）
設計・製作する入力回路（製作する）（２）
制御対象の回路（支給する）

I/F－１

接続用ケーブル（持参する）

接続用ケーブル（持参する）

I/F－2

１

（３）
（１）
作成するプログラム
設計・製作する回路（第 2日目に製作する）（作成する）

２（４）制御コンピュータ
（持参する）

接続用ケーブル３
電源供給用ケーブル（持参する）

２

設計・製作する入力回路

以下の①から③の条件を満たした回路を設計し，完成させなさい。
① 下図に示したフォト IC ダイオード（以下、フォト IC）、タクトスイッチ、トグルスイッチによる入力回路を設計・製作する。
② 支給する方眼紙（Ａ４）に回路図を描き提出する。
③ 支給された部品を使って設計した回路を製作する。

ＧＮＤ

フォト IC

5Ｖトグルスイッチ

タクトスイッチ

設計製作する回路のコネクタピン配置図（基板上）④ トグルスイッチは、製作した入力回路の部品面の‘Ｈ’側に、配付されるシールを貼る。

1３

作成するプログラム

以下の条件を満たすプログラム（課題１～７）を完成させなさい。
① 7 セグメント LED に表示させる数値およびアルファベットについては，以下のとおりとする。
“０” “１” “２” “３” “４” “５”“６” “７” “８” “９”“Ａ” “Ｂ” “Ｃ” “Ｄ” “Ｅ” “Ｆ”“Ｈ” “Ｌ”② ステッピングモータの時計回り、反時計回りは、以下のとおりとする。
ステッピングモータ
矢印方向から見てステッピングモータ
反時計回り

時計回り

③ ステッピングモータの回転は、目視および触って確認できることとする。
④ それぞれの課題において、フォト IC およびタクトスイッチ、トグルスイッチの状態を表す文中の表
現は、以下のとおりとする。
(ア) フォト IC
 「受光」
・・・フォト IC が光を受光している状態 「遮光」
・・・フォト IC が光を遮光されている状態
 「遮光→受光」
・・・フォト IC が光を１回遮光して、受光した状態(イ) タクトスイッチ
 「ON」
・・・タクトスイッチを押している状態
 「OFF」
・・・タクトスイッチを離している状態
 「ON→OFF」
・・・タクトスイッチを１回押して離した状態(ウ) トグルスイッチ
 「Ｈ」
・・・トグルスイッチのレバーがＨ側（シール添付あり）に倒れている状態
 「Ｌ」
・・・トグルスイッチのレバーがＬ側（シール添付なし）に倒れている状態⑤ それぞれの課題において、特に指定がない場合の初期状態は以下のとおりとする。
(ア) フォト IC・・・「受光」(イ) タクトスイッチ・・・「OFF」(ウ) トグルスイッチ・・・「Ｌ」側(エ) ステッピングモータ・・・「停止」⑥ 各課題において、対象となっていない制御物は動作させない。

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課題 １
右の 7 セグメント LED に“２”～“８”まで偶数（２→４→６→８）を表示する。
“８”まで表示したら、その状態で停止する。
（プログラムの条件）
・ 右の 7 セグメント LED の初期表示は“２”とする。
・ 左の 7 セグメント LED は何も表示しない。
・ 表示の変化は，およそ１秒間隔とする。

課題 ２
トグルスイッチが「Ｈ」のとき、左の 7 セグメント LED に “１”～“９”まで奇数（１→３→５→７→９→１…）を表示する。
（プログラムの条件）
・ 左の７セグメント LED の初期表示は“１”とする。
“９”の次は“１”に戻る。
・ トグルスイッチが「Ｌ」のとき，直前の状態を保つ。
・ 表示の変化は，およそ１秒間隔とする。
・ 右の 7 セグメント LED には何も表示しない。

課題 ３
フォト IC が「遮光」のとき，ステッピングモータは回転している。
（プログラムの条件）
・ フォト IC が「受光」のとき，ステッピングモータが停止する。
・ ステッピングモータは，時計周りに回転する。
・ 左右の７セグメント LED には何も表示しない。

課題 ４
タクトスイッチが「ON→OFF」された回数を，２桁の１０進数でカウントし、左右の 7 セグメントLED に表示する。左右の７セグメント LED は、“００”→“０１”→“０２”→…→“１０”の順に変化する。
（プログラムの条件）
・ 左右の７セグメント LED の初期表示は“００”とする。
“１０”の次は“００”に戻る。
・ タクトスイッチを１回「ON→OFF」すると“＋１”カウントされる。
・ ７セグメント LED の表示は、「OFF」した瞬間に“＋１”される。
・ 左右の７セグメント LED の表示は，違和感なく同時に表示する。

3課題 ５
トグルスイッチが「Ｈ」のとき、ステッピングモータが回転する。ただし、フォト IC が「受光」のとき時計周りに回転し、フォト IC が「遮光」のとき反時計周りに回転する。また、右の７セグメント
LED にトグルスイッチの状態「Ｈ」、「Ｌ」を表示する。
（プログラムの条件）
・ トグルスイッチが「Ｌ」のとき，ステッピングモータは停止している。
・ トグルスイッチが「Ｈ」のときのみ、フォト IC の「受光」及び「遮光」の動作を行う。
・ 左の７セグメント LED には何も表示しない。

課題 ６
トグルスイッチが「Ｈ」のとき、右の７セグメント LED に表示されている数字だけ、ステッピングモータが時計回りに回転し、停止する。
（プログラムの条件）
・ ト グ ル ス イ ッ チ が 「 L 」 の と き 、 タ ク ト ス イ ッ チ を １ 回 「 ON → OFF 」 す る と “ ＋ １ ”カウントされる。
・ ７セグメント LED の表示は、「ON」した瞬間に“＋１”される。
・ ステッピングモータ回転時は、トグルスイッチの状態を「Ｈ」に保つ。
・ 初期状態は，ステッピングモータは停止，右の７セグメント LED には“０”が表示されている。
・ 左の７セグメント LED には何も表示しない。
・ 動作は３回転まで行えばよい。
（参考）
トグルスイッチ「Ｈ」

タクトスイッチ「ON→OFF」※トグルスイッチ「Ｌ」のときのみ停止

１回転

２回転

⇒

⇒

4３回転

⇒

課題 ７
タクトスイッチを「ON」するたびに，左の７セグメント LED が”１”と”２”を交互に表示する。
表示されている数値が「１」のときに，フォト IC の光を遮光すると，ステッピングモータが時計回りに低速に回転する。さらに、トグルスイッチを「Ｈ」にすると、高速に回転する。
「２」のときに，フォト IC の光を遮光すると，ステッピングモータが反時計回りに低速に回転する。
さらに、トグルスイッチを「Ｈ」にすると高速に回転する。
（プログラムの条件）
・ タクトスイッチを「ON」した瞬間に状態が移る。
・ ステッピングモータが停止しているときのみ、タクトスイッチを「ON」する。
・ 左の７セグメント LED の初期表示は“１”とする。
“２”の次は“１”に戻る。
・ 右の７セグメント LED には何も表示しない。
状態遷移図（参考）初期状態
ステッピングモータ
停 止

フォト IC の光を遮光する

タクトスイッチ「ON」

ステッピングモータ
時計回りに低速に回転する

トグルスイッチ「Ｈ」

ステッピングモータ
時計回りに高速に回転する

フォト IC の光を遮光する

タクトスイッチ「ON」

ステッピングモータ
反時計回りに低速に回転する

トグルスイッチ「Ｈ」

ステッピングモータ
反時計回りに高速に回転する

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