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：

アノードコモン型7セグメントLEDの点灯回路で 0x92 を出力したときの表示【午前2 解説】

要点まとめ

結論：出力値 16進数 0x92 は2進数で $1001001 0_{2}$ 、アノード共通で出力が0のとき点灯のため、該当ビットに対応するセグメントが点灯し選択肢はウ。
根拠：図の配線順（P0→a, P1→b, P2→e, P3→d, P4→c, P5→f, P6→g, P7→Dt）を用いると、0ビット（P6,P5,P3,P2,P0）が a,g,d,f,e に対応し点灯する。
差がつくポイント：ポートのビット順（MSB/LSB）と配線順、それに「出力が0で点灯（アクティブロー）」の条件を混同しないことが合否を分けます。

正解の理由

0x92 を2進数にすると

1001001 0_{2}

で、各ビットを P7（MSB）〜P0（LSB）に割り当てると次の通りです。
P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 P0 = 1 0 0 1 0 0 1 0
問題条件より「ポートの出力が0のときLEDは点灯（アクティブロー）」なので、0になっているビット（P6, P5, P3, P2, P0）に接続されたセグメントが点灯します。図の配線順（抵抗を出た先の上から順）に従い、P0→a, P1→b, P2→e, P3→d, P4→c, P5→f, P6→g, P7→Dt と対応づけると、点灯するのは a（上段水平）、g（中段水平）、d（下段水平）、f（上段左）、e（下段左）で、小数点 Dt は消灯です。これが選択肢ウの記述と一致します。したがって正解はウです。

よくある誤解

ビット順の取り違え：P7 を上（図の上側）と誤認して配線対応を逆にすると誤答になります。図中の配線順とMSB/LSBの関係を必ず確認してください。
アノード共通／カソード共通の混同：アノード共通で「0が点灯」、カソード共通だと「1が点灯」になる点を忘れると点灯判定を逆にしてしまいます。
セグメントの左右取り違え：図の「上段左／下段左／上段右／下段右」がどのラベル（b,c,e,f）に対応するかを見誤りやすいので、配置図とラベルを丁寧に照合してください。

解法ステップ

16進数を2進数に変換する： $0 x 92 = 1001001 0_{2}$ 。
ビットを P7..P0 に割り当てる：P7=1, P6=0, P5=0, P4=1, P3=0, P2=0, P1=1, P0=0。
図の配線（抵抗を出た先の上から）とポートラベルの対応を確認する：P0→a, P1→b, P2→e, P3→d, P4→c, P5→f, P6→g, P7→Dt。
出力が0のビット（アクティブロー）に対応するセグメントが点灯する：P6,P5,P3,P2,P0 → g,f,d,e,a が点灯。
点灯状態を選択肢と照合し、該当する図が選択肢ウであることを確認する。

選択肢別の誤答解説

ア：記述は水平3本が点灯、小数点が点灯とあるが、実際は小数点（P7）が1で消灯、また垂直全消灯とも一致しない。
イ：上段水平が消灯とあるが、P0=0 のため上段 a は点灯するので不正解。
ウ：水平3本と左側2本が点灯、小数点消灯とあるのが正しい。よって正解。
エ：ウと同じだが小数点が点灯になっているため、実際の P7=1 に反して誤り。

補足コラム

アノードコモン／カソードコモン：7セグメントを駆動する際は共通端子の種類により「点灯ビット」を逆に扱う必要があります。アノード共通（Vccにつながっている共通端子）では個別のセグメントを0（LOW）にすると電流が流れて点灯します。
実機では抵抗を各セグメントに入れることで電流制限を行います。図は各ポートから抵抗を経てセグメントに接続されている典型例です。
問題演習のコツ：まず数値変換、次にどのビットがアクティブか（0か1か）、最後に図の配線順を当てはめる3ステップで確実に解けます。

FAQ

Q1. なぜ配線順の P2 が e に対応しているのですか？
A1. 図中の抵抗を出た先のラベル順（上から a,b,c,d,e,f,g,Dt と見える場合もあります）が描き方で異なることがあります。問題文または図で明示されている「抵抗器を出た先の配線は、上から順に a,b,c,d,e,f,g,Dt」との読み取りミスを防ぐため、図の配置（上→下）とポートラベル（上→下）を必ず対応付けてください。本解説では図に従い P0→a … P6→g, P7→Dt の対応で説明しています。
Q2. カソードコモンだったらどうなる？
A2. カソードコモン（共通がGND）では、出力が1のビットが点灯します。したがって同じ0x92でも点灯するセグメントは逆になります。
Q3. 速く確実に解くには？
A3. 16進→2進変換を瞬時にできるように練習し（1桁は4ビット）、図の配線対応を常にメモしてから「0が点灯」か「1が点灯」かを素早く判断する癖をつけると良いです。

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