基本情報技術者 2016年 秋期 午前(科目A) 問21
問題文
アノードコモン型7セグメントLEDの点灯回路で、出力ポートに16進数で92を出力したときの表示状態はどれか。ここで、P7を最上位ビット(MSB)、P0を最下位ビット(LSB)とし、ポートの出力が0のときLEDは点灯する。


選択肢
ア:
イ:
ウ:(正解)
エ:
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アノードコモン7セグ対応【午前解説】
正解の理由
まず配線の対応を明示します。図の上から順に、ポート信号とセグメントは次のように対応しています。
P0 → a、P1 → b、P2 → c、P3 → d、P4 → e、P5 → f、P6 → g、P7 → Dt(小数点)。
P0 → a、P1 → b、P2 → c、P3 → d、P4 → e、P5 → f、P6 → g、P7 → Dt(小数点)。
出力が16進で (2進 )なので、ビットを P7…P0 に並べると
です。
本装置は出力が 0 のとき LED が点灯する(アクティブロー)ので、値が 0 のビットに対応するセグメントが点灯します。0 のビットは P6, P5, P3, P2, P0 で、これを対応表に当てはめると点灯するセグメントは a(P0)、c(P2)、d(P3)、f(P5)、g(P6) の5本、さらに小数点 Dt(P7)は 1 なので消灯、となります。
したがって選択肢ウが示す表示(上段・中段・下段の水平と該当する垂直セグメントが点灯し、小数点は消灯)は本問の出力と一致します。
本装置は出力が 0 のとき LED が点灯する(アクティブロー)ので、値が 0 のビットに対応するセグメントが点灯します。0 のビットは P6, P5, P3, P2, P0 で、これを対応表に当てはめると点灯するセグメントは a(P0)、c(P2)、d(P3)、f(P5)、g(P6) の5本、さらに小数点 Dt(P7)は 1 なので消灯、となります。
したがって選択肢ウが示す表示(上段・中段・下段の水平と該当する垂直セグメントが点灯し、小数点は消灯)は本問の出力と一致します。
解法ステップ
- 16進数 を2進数に変換:。
- ビットを P7(MSB)→ P0(LSB)に割り当てる:。
- 「出力0で点灯」のルールにより、0になっているビットを探す:P6, P5, P3, P2, P0。
- P番号とセグメントの対応を使って対応するセグメントを列挙:P0→a、P2→c、P3→d、P5→f、P6→g。
- 小数点 Dt は P7 で 1 → 消灯。
- 列挙結果(a, c, d, f, g 点灯、Dt 消灯)と選択肢を照合して正答を決定。
選択肢別の誤答解説
- ア: 水平の3本(a,g,d)のみ点灯、小数点黒(点灯)とあるが、本問ではさらに垂直1本(c)と上段左(f)が点灯するため不一致。
- イ: 垂直4本+中段・下段が点灯とする説明は b や e が点灯していることを含むが、本問では b(P1)と e(P4)は 1(消灯)なので誤り。
- ウ: 点灯するセグメントが a, c, d, f, g(小数点消灯)となり、本問の出力と一致するため正解。
- エ: ウと点灯セグメントは同じだが小数点が点灯(黒)とされているため不一致(本問では小数点は消灯)。
よくある誤解
- ビットの並び(P7がどちらか)を取り違える:図で「P7がMSB、P0がLSB」と明記されているか確認すること。上から下へ P0→P7 か、上から下へ P7→P0 かで結果が逆になる。
- アクティブロー/アクティブハイの混同:出力が 0 で点灯(アクティブロー)か 1 で点灯(アクティブハイ)かを必ず確認する。
- P番号とセグメント(特に c と e の左右)を取り違えやすい:図中の a〜g の配置(右図)を必ず参照して、P番号→セグメントの対応を明示してから計算する。
補足コラム
アノードコモン型の表示器は共通アノードが Vcc に接続され、各セグメントはカソード側をローに引くと点灯します(実際には抵抗を介してドライブ)。一方、カソードコモン型なら逆にハイで点灯します。設問では「出力が 0 のとき点灯」と明記されているケースなので、実務・問題演習ともに「アクティブロー=0が点灯」を条件として常に最初に確認してください。
また、7セグメントの数字パターンを暗記するよりも、今回のように「ビット→P番号→セグメント→点灯/消灯」の順で一貫して処理する方がヒューマンエラーを減らせます。
FAQ
Q1. もし図で P7 が上に書かれていたらどうする?
A1. 表示図の上下関係に応じて P7…P0 の配列を決めるだけです。上から P7 なら a が P7、下から P0 なら Dt が P0 になるので、必ず図のラベル順を読み取ってから対応表を作ってください。
A1. 表示図の上下関係に応じて P7…P0 の配列を決めるだけです。上から P7 なら a が P7、下から P0 なら Dt が P0 になるので、必ず図のラベル順を読み取ってから対応表を作ってください。
Q2. 小数点 Dt が別電源や別配線になっていたら?
A2. Dt は独立していることが多いので、そのビット(この問題では P7)の値で点灯/消灯を判定します。独立しているなら他のセグメントの影響は受けません。
A2. Dt は独立していることが多いので、そのビット(この問題では P7)の値で点灯/消灯を判定します。独立しているなら他のセグメントの影響は受けません。
関連キーワード: 7セグメント、アノードコモン、アクティブロー、ビットマッピング、16進→2進変換

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