第2回 スイッチと論理演算

今回使う回路記号
名前 記号 特徴
電池 長い線の側が+極
a接点 動作すると回路が閉じる (繋がる)
b接点 動作すると回路が開く (切れる)
c接点 動作すると上側が開き、下側が閉じる
電灯 電流が流れると点灯する

※ 「回路が開く」「回路が閉じる」の意味に注意。

スイッチ回路

概要

動画の解説を参照 (テキスト10~12ページ)

課題1

「スイッチ \(A\) を押し、かつスイッチ \(B\) を押していないときだけ電灯 \(Y\) が点灯する」回路の回路図を描いて下さい。
(テキスト11ページの例題2.1を参考にする。\(E\), \(A\), \(B\), \(Y\) の記号を書き忘れないように注意)

課題2

「スイッチ \(A\) またはスイッチ \(B\) のいずれか、またはともに押し、かつスイッチ \(C\) を押しているときだけ電灯 \(Y\) が点灯する」回路の回路図を描いて下さい。
(こちらも \(E\), \(A\), \(B\), \(C\), \(Y\) の記号を書き忘れないように注意)
課題1, 課題2のヒント

真理値表

概要

動画の解説を参照 (テキスト12~15ページ)

課題3

課題1の回路の \(A\), \(B\) を入力とし、\(Y\) を出力とする真理値表を書いて下さい。
入力の値はスイッチを押していなければ0, 押していれば1で、出力の値は消灯していれば0, 点灯していれば1であるものとします。
(以降の課題でも同様です)

課題4

課題2の回路の \(A\), \(B\), \(C\) を入力とし、\(Y\) を出力とする真理値表を書いて下さい。
課題3, 課題4のヒント

基本論理演算と論理式

概要

動画の解説を参照 (テキスト15~17ページ)
演算 論理式 結果
論理積 (AND) \(Y=A\cdot B (= AB)\) \(A\) と \(B\) がともに1のときのみ \(Y\) が1になる
論理和 (OR) \(Y=A+B\) \(A\) または \(B\) のいずれか、またはともに1のときに \(Y\) が1になる
否定 (NOT) \(Y=\overline{A}\) 入力が \(A\) のみで、\(A\) が0のときに \(Y\) が1になり、\(A\) が1のときに \(Y\) が0になる
排他的論理和 (XOR) \(Y=A\oplus B\) \(A\) と \(B\) が一致なら \(Y\) が0、不一致なら \(Y\) が1になる
排他的論理和否定 (XNOR) \(Y=\overline{A\oplus B}\) \(A\) と \(B\) が一致なら \(Y\) が1、不一致なら \(Y\) が0になる

課題5

課題1の出力 \(Y\) を 入力 \(A\), \(B\) の論理演算の形で書いて下さい。

課題6

課題2の出力 \(Y\) を 入力 \(A\), \(B\), \(C\) の論理演算の形で書いて下さい。

課題7

4桁の2進数 0000~1111に対応する入力 \(A\), \(B\), \(C\), \(D\) (\(A\) が一番上の桁) に対して、図の7セグメントLEDの \(g\) の部分 (真ん中の横棒のLED) を出力 \(Y\) とする真理値表を書いて下さい。
(\(A\), \(B\), \(C\), \(D\) という4つのa接点型のスイッチがあって、たとえばこれらが押す・押さない・押す・押すという状態だった場合は\((1011)_2 = (\rm{B})_{16}\) なので、全体としては「b」の文字の形に光り、このとき真ん中の棒が光る → \(Y=1\) というように考えてください)
また、それらの関係を論理演算の形で書いて下さい。
課題5~7のヒント

(画像出典 : 東京大学情報基盤センター)

提出

ノート・紙に解いた課題を撮影したものを以下のフォームから送信してください。
課題提出用フォーム
※ 締切は9/24(火) 正午です。提出によって出席・点数がつきます。