高校生ものづくりコンテスト関東地区予選会(神奈川)資 料
資料

電子回路組立部門

平成 27 年 8 月 25 日

１ システム構成『制御用コンピュータ(4)』に『設計製作回路(1)』と『制御対象回路(2)』を接続し，その『制御プログラム(3)』を作成し，コンピュータ制御システムを完成させる。
制御用コンピュータ(4)(開発環境)
制御プログラム(3)(言語は自由)設計製作回路(1)(競技時間内に設計･製作)

接続ケーブル ２

接続ケーブル １
接続ケーブル ３
電 源

制御対象回路(2)(大会当日配布)

２ 設計・製作する回路
次の条件を満たす入力回路を設計・製作しなさい。
(1) 下図に示した黒タクトスイッチ(T S B)，赤タクトスイッチ(T S R)，トグルスイッチ(T S W)による入力回路を設計・製作する。
ＩＣピッチ１列５ピン
①

ＧＮＤ

②

黒タクトスイッチ
TSB③

赤タクトスイッチ
TSR④

トグルスイッチTSW⑤(2) 支給される方眼紙(Ａ４)に入力回路図を書く。
(3) 支給された部品を使用して，設計した入力回路を製作する。
(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，配布されたシ-ルを貼る。
(5) 入力回路の支持に用いるネジおよびスペ－サは，右図のように取り付ける。

部品面

ハンダ面

５ Ｖ

３ 作成するプログラム(1) ７セグメントＬＥＤの表示は以下のようにする。
ｱ) 表示状態(赤が点灯状態)“０” “１” “２” “３” “４” ”５” ”６” ”７” ”８” ”９” 消灯“ａ” “ｂ” “ｃ” “ｄ” “Ｅ” ”Ｆ” ”Ｈ” ”Ｌ” ”-” ”ｒ”ｲ) 左右の表示
左右の指示がある場合には，指示された側に表示させること。
例)
左の７セグメントＬＥＤに“０”を表示
７セグメントＬＥＤに“２８”を表示(2) ステッピングモータおよびＤＣ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。
また，時計回りおよび反時計回りは以下のとおりとする。

ステッピングモータ

矢印方向から見て反時計回り

時計回り

ＤＣモータ

注意事項 下に書いてある注意事項により，各課題を実行すること。
１ 全ての課題で，特に指示がない場合の初期状態は次のとおりです。
(1) タクトスイッチ TSB およびタクトスイッチ TSR は『OFF』(2) トグルスイッチ TSW は『L』側(3) 各モータは停止(4) ７セグメントＬＥＤは消灯

２ 入力の状態は次のとおりです。
(1)タクトスイッチ TSR（赤）と TSB（黒）ｱ) 『ON』はタクトスイッチを押している間です。
ｲ) 『OFF』はタクトスイッチを離している（触れていない）間です。
ｳ) 『ON』
・『OFF』はタクトスイッチを押した後，離すことです。

(2)トグルスイッチ TSWｱ) 『H』はトグルスイッチのレバ-がＨ側（シ-ル添付あり）に倒れている状態。
ｲ) 『L』はトグルスイッチのレバ-がＬ側（シ-ル添付なし）に倒れている状態。
・『L』はトグルスイッチをＨ側に倒した後，Ｌ側に倒すことです。
ｳ) 『H』(3)その他の状態
ｱ） ７セグメントＬＥＤはちらつきがないように表示させること。
例 モータ回転中に７セグメントＬＥＤがちらつき無く表示していること。
ｲ） 入力状態が変化する時は指示が無い限り，直前の状態を保つこと。
例 ７セグメントＬＥＤに“００”と表示している時，タクトスイッチを『ON』・『OFF』
した『OFF』のタイミングで変化させる場合，『ON』の状態では“００”と表示を保つ等。
ｳ） ７セグメントＬＥＤの表示の点滅は，目で見てはっきりと点灯と消灯が分かること。
ｴ） 各モータが回転中とは，スム-ズに指示された方向に回転し続けること。
ｵ)

その他 各課題に具体的に指示します。

３ 全ての課題で，条件にない不要な出力（表示や動作）をしない。

第１１回

高校生ものづくりコンテスト
電子回路組立部門
関東地区予選 神奈川大会

課

題

１．課題は 課 題 １ から 課 題 ８ まであります。
２．指示があるまで，この表紙
表紙を開かないでください。
表紙期 日 平成 27 年 8 月 25 日（火）場 所 岩崎学園 情報科学専門学校
学校名番 号

氏 名

解答例
・電源投入後 問題番号が表示されます。
・タクトスイッチ TSB を『ON』
・『OFF』で＋１。
・タクトスイッチ TSR を『ON』
・『OFF』で－１。
・数値は“１”～“８”を繰り返します。
・トグルスイッチ TSW が『H』にすると７セグメント LED が点滅します。
・トグルスイッチ TSW を『L』にすると、表示された番号の課題が動作します。
・電源を ON/OFF して初期状態に戻します。

課題１(1) プログラムを実行したとき，左の７セグメントＬＥＤは“1”を表示する。右の７セグメン
トＬＥＤは何も表示しない。
(2) 約１秒周期で点滅しながら１ずつカウントアップし，”５”で停止する。

課題２(1) ステッピングモータが停止している時にタクトスイッチ TSB を『ON』している間、ステッピングモータが時計回りに回転する。
(2) ステッピングモータが回転している時にタクトスイッチ TSB を『OFF』すると、ステッピングモータが停止する。

TSB 『ON』
ステッピングモ－タ

ステッピングモ－タ

停止

回転TSB『OFF』

課題３(1) プログラムを実行したとき，右の７セグメントＬＥＤは“３”を表示する。左の７セグメン
トＬＥＤは何も表示しない。
(2) タクトスイッチ TSR を『ON』
・『OFF』するとＤＣモータが回転する。
(ｱ) ＤＣモータが回転するタイミングはタクトスイッチ TSR を『OFF』した瞬間とする。
(ｲ) ＤＣモータの回転方向は問わない。
(3) ＤＣモータが回転後，約 1 秒間隔で右の７セグメントＬＥＤの数値が１ずつカウントダウンする。
(4) “０”を表示した瞬間にＤＣモータが停止する。
(ｱ) ７セグメントＬＥＤは“０”を維持する。

プログラム実行後
右の７セグメントＬＥＤに“３”を表示。

TSR『ON』
・『OFF』

DC モ－タ回転
右の７セグメントＬＥＤが約 1 秒間隔でカウントダウン“３”→“２”→“１”→“０”

右の７セグメントＬＥＤ表示が“０”DC モ－タ停止
左の７セグメントＬＥＤは何も表示しない。
右の７セグメントＬＥＤが“０”課題４(1) プログラムを実行したとき，右の７セグメントＬＥＤは“０”を表示する。左の７セグメン
トＬＥＤは何も表示しない。
(2)

タクトスイッチ TSR が『OFF』の時，タクトスイッチ TSB を『ON』にしている間，約０．
５秒間隔で１ずつカウントアップする。
(ｱ) カウントアップは最大（１０）１６で停止し表示し続ける。
(ｲ) 正数にて数値が 1 桁表示の時，左の７セグメントＬＥＤは何も表示しない。
(ｳ) タクトスイッチ TSB を『OFF』にすると，直前の状態で停止する。

(3)

タクトスイッチ TSB が『OFF』の時，タクトスイッチ TSR を『ON』にしている間，約０．
５秒間隔で１ずつカウントダウンする。
(ｱ) カウントダウンは最小（-Ｆ）１６で停止し表示し続ける。
(ｲ) 負数の場合は左の７セグメントＬＥＤに“-”を表示する。
(ｳ) タクトスイッチ TSR を『OFF』にすると，直前の状態で停止する。

(4) (2)(3)の動作は，繰り返し実行できるものとする。
(ｱ) 数値変化は表示された状態から変化し，表示された状態で停止する。

右の７セグメントＬＥＤに“０”を表示。
左の７セグメントＬＥＤは何も表示しない。

TSR『OFF』

TSR『ON』

TSB『ON』

TSB『OFF』

約０．５秒間隔で約０．５秒間隔でカウントアップ

カウントダウン

最大“１０”TSR『OFF』

最小“-F”TSB『OFF』

TSR『OFF』
TSB『ON』

表示状態維持TSR『ON』
TSB『OFF』

課題５(1) プログラムを実行したとき，７セグメントＬＥＤは“- -”を表示する。
(2) トグルスイッチ TSW が『L』の時、７セグメントＬＥＤの表示が約 2 秒間隔で次の様に変化する。
(ｱ) “- -” → “- Ｈ” → “Ｆ –”(ｲ) (ｱ)の変化は”Ｆ -”の後は“- -”に戻り、繰り返し動作する。
(ｳ) トグルスイッチ TSW を『H』にすると，７セグメントＬＥＤの変化が停止する。
(3) トグルスイッチ TSW『H』かつタクトスイッチ TSR を『OFF』から『ON』する毎に，７セグメントＬＥＤに表示された状態に応じてステッピングモータが次の動作をする。
(ｱ) “- Ｈ“表示の時は時計回りに 180°回転し停止する。
(ｲ) “Ｆ -“表示の時は反時計回りに 360°回転し停止する。
(ｳ) “- -“表示の時は何も動作しない。
(ｴ) ステッピングモータが回転しているとき，７セグメントＬＥＤの表示は変化しない。
(ｵ) (ｱ)(ｲ)の動作はタクトスイッチ TSR を『ON』したまま指定角度に達しても停止する。

(4) 上記の動作は，繰り返し実行できるものとする。

プログラム実行後 約 2 秒間隔で“- -”→“-Ｈ”→“Ｆ-”を繰り返す。

TSW『H』TSW『L』

表示を維持

TSR『ON』

TSR『OFF』

表示により動作が変化“-Ｈ”：時計回り反 180°回転し停止する。
“Ｆ-”：反時計回り 360°回転し停止する。
“- -”：何も動作しない。________________

課題６(1) プログラムを実行したとき，７セグメントＬＥＤは“- -”を表示する。
(2)

タクトスイッチ TSB を『ON』
・『OFF』する毎に７セグメントＬＥＤの表示が次の様に変化する。
(ｱ) “- -” → ”- Ｌ”→ ”Ｈ -”(ｲ) (ｱ)の変化は”Ｈ -”の後は“- -“に戻り繰り返し動作する。
(ｳ) 表示の変化はタクトスイッチ TSB が『OFF』した瞬間とする。

(3)

トグルスイッチ TSW を『H』すると，７セグメントＬＥＤに表示された状態に応じてＤＣモータが次の動作をする。
(ｱ) “- Ｌ”表示の時は時計回りに低速で回転する。
(ｲ) “Ｈ -”表示の時は反時計回りに高速で回転する。
(ｳ) “- -”表示の時は何も動作しない。
(ｴ) 回転速度の差は，はっきりと目で見てわかること。
(ｵ) ＤＣモータ回転中，７セグメントＬＥＤは表示し続ける。
(ｶ) ＤＣモータ回転中も、タクトスイッチの変化を受け付ける。
(ｷ) トグルスイッチ TSW を『L』にすると(1)に戻る。

(4) 上記の動作は，繰り返し実行できるものとする。

プログラム実行後
TSB『ON』
・『OFF』“--”→“-L”→“H-”TSW『H』

表示により動作が変化“--”：何も動作しない。
“-L：時計回り低速回転“H-”：反時計回り高速回転

TSB『ON』
・『OFF』“--”→“-L”→“H-”初期状態“--”に戻る。

TSW『H』の状態からTSW『L』にするとき

課題７(1) タクトスイッチ TSB を『ON』にしている間，左の７セグメントＬＥＤに“０”が表示され，以降，約 0．5 秒間隔で１ずつカウントアップする。タクトスイッチ TSB を『OFF』にした
場合は，７セグメントＬＥＤの表示状態を保持する。
(ｱ) “０”から“Ｆ”までの 16 進数で表示し，“Ｆ”の後は“０”に戻る。
(2) タクトスイッチ TSR を『ON』にしている間，右の７セグメントＬＥＤに“０”が表示され，以降，約 0．5 秒間隔で１ずつカウントアップする。タクトスイッチ TSR を『OFF』にした
場合は，７セグメントＬＥＤの表示状態を保持する。
(ｱ) “０”から“Ｆ”までの 16 進数で表示し，“Ｆ”の後は“０”に戻る。
(3)

・
『L』
左右の７セグメントＬＥＤに数値が表示されている状態でトグルスイッチ TSW を『H』
する毎に次の(ｱ)→（ｲ）→(ｳ)と表示を繰り返す。
(ｱ) [左の７セグメントＬＥＤ表示値 ＋ 右の７セグメントＬＥＤ表示値]を表示する。
かつ約 1 秒周期で右の７セグメントＬＥＤが点滅し続ける。
(ｲ) [左の７セグメントＬＥＤ表示値 - 右の７セグメントＬＥＤ表示値]を表示する。
かつ約 1 秒周期で右の７セグメントＬＥＤが点滅し続ける。
(ｳ) 元の数値を７セグメントＬＥＤに表示する。
(ｴ) 計算結果が 1 桁の時は右の７セグメントＬＥＤに表示し，左の７セグメントＬＥＤには何も表示しない。
(ｵ) 計算範囲は“- Ｆ”から“ Ｆ”とする。
(ｶ) 計算範囲から外れた場合は“Ｅｒ”と７セグメントＬＥＤに表示する。
(ｷ) 表示の変化はトグルスイッチ TSW を『L』した瞬間とする。

(4) (3)の(ｱ)もしくは(ｲ)の状態において，７セグメントＬＥＤに数値が表示された状態に合わせ次の動作をする。
(ｱ) タクトスイッチ TSB を『ON』するとステッピングモータが回転し，約１秒毎に１ずつ数値が変化しながら０に近づいていく。
(ｲ) タクトスイッチ TSR を『ON』するとＤＣモータが回転し，約１秒毎に１ずつ数値が変化しながら０に近づいていく。
(ｳ) (ｱ)(ｲ)は先に押された方を優先とし，２つのモータは同時に回転しない。
(ｴ) ７セグメントＬＥＤに表示されている初期数値が正数の場合，反時計回りに回転する。
(ｵ) ７セグメントＬＥＤに表示されている初期数値が負数の場合，時計回りに回転する。
(ｶ) “０”になったらモータは停止する。
(5) 数値が“０”になると約 5 秒間状態を保った後，初期状態に戻る。

プログラム実行後
７セグメントＬＥＤ 何も表示しない。
TSB『ON』，TSR『ON』

TSB『ON』：左側カウントアップ
TSR『ON』：右側カウントアップ：表示維持
TSB『OFF』，TSR『OFF』
範囲“０”～“Ｆ”

TSW『H』・『L』

TSW『H』・『L』を繰り返す毎に：・左の値＋右の値

範囲“-Ｆ”～“Ｆ”
範囲外“Ｅｒ”

・左の値-右の値・元の値

TSB『ON』，TSR『ON』，“Er”以外

TSB『ON』：ステッピングモ-タ回転TSR『ON』：ＤＣモ-タ回転
表示数値は“０”に近づく“０”表示“０” 約 5 秒間表示

課題８(1) タクトスイッチ TSB を『ON』している間，ステッピングモータが時計回りに回転する。
回転開始直後に左の７セグメントＬＥＤに “１”と表示し，以降 180°回転毎に 1 ずつカウントアップする。このとき，タクトスイッチ TSR を『ON』している間，この間はステッピングモータが逆方向に回転する。このときのカウントはタクトスイッチ TSR を『ON』した時から 180°回転毎に１ずつカウントアップする。
(ｱ) カウントアップは“９”で停止し，ステッピングモータも停止する。
(ｲ) カウントは回転中のみ行われ，モータ停止中はカウントも停止する。
(ｳ) タクトスイッチ TSB を『OFF』にすると７セグメントＬＥＤの表示は維持したままステッピングモータは停止する。
(2) タクトスイッチ TSR を『ON』している間，ＤＣモータが時計回りに回転する。
回転開始直後に右の７セグメントＬＥＤに “１”と表示し，以降１秒毎に 1 ずつカウントアップする。このとき，タクトスイッチ TSB を『ON』すると，この間はＤＣモータが逆方向に回転する。このときのカウントはタクトスイッチ TSB を『ON』した時から 1 秒毎に１ずつカウントアップする。
(ｱ) カウントアップは“９”で停止し，ＤＣモータも停止する。
(ｲ) カウントは回転中のみ行われ，モータ停止中はカウントも停止する。
(ｳ) タクトスイッチ TSR を『OFF』にすると７セグメントＬＥＤの表示は維持したままＤＣモータは停止する。
※(1)(2)の動作は繰り返し実行出来る。
(3) 各モータが停止中かつ左右の７セグメントＬＥＤに表示がある場合，トグルスイッチ TSWを『H』にすると，左右の７セグメントＬＥＤの表示が点滅する。
(4) 点滅中にトグルスイッチ TSW を『L』にすると次の動作を行う。
(ｱ) 左の７セグメントＬＥＤが点滅し，右の７セグメントＬＥＤは点滅が停止する。
(ｲ) ステッピングモータが反時計回りに回転し，90°回転毎に１ずつカウントが減少する。
(ｳ) 左の７セグメントＬＥＤが“０”になるまでステッピングモータが回転し続ける。また表示は点滅しながら減少していく。
(ｴ) 左の７セグメントＬＥＤの点滅が停止し，右の７セグメントＬＥＤが点滅する。
(ｵ) ＤＣモータが反時計回りに回転し，約 0．5 秒毎に１ずつカウントが減少する。
(ｶ) 右の７セグメントＬＥＤが“０”になるまでＤＣモータが回転し続ける。また表示は点滅しながら減少していく。
(5) ７セグメントＬＥＤの表示が“００”になると，３回程度点滅し，初期状態に戻る。

７セグメントＬＥＤ 何も表示しない。
TSB『ON』

TSR『ON』

ステッピングモ-タ時計回り回転

ＤＣモ-タ時計回り回転

左の７セグメントＬＥＤに“１”表示

右の７セグメントＬＥＤに“１”表示

180°毎に左の 7 セグメントＬＥＤに

1 秒毎に左の 7 セグメントＬＥＤに＋１（最大“９”まで）＋１（最大“９”まで）

TSR『ON』の時，逆回転

TSB『ON』の時，逆回転

TSB↑『ON』

TSR↑『ON』↓『OFF』

TSR↓『OFF』
状態維持
TSW『H』

左右の７セグメントＬＥＤ
点滅
TSW『L』

ステッピングモ-タ反時計回り回転
左の７セグメントＬＥＤ点滅
90°毎に左の 7 セグメントＬＥＤが-１（“0”まで継続）

DC モ-タ反時計回り回転
右の７セグメントＬＥＤ点滅
0.5 秒毎に右の 7 セグメントＬＥＤが-１（“0”まで継続）

７セグメントＬＥＤ“００”を３回程度点滅