基本情報 平成28年度 秋期 問21｜テクノロジ系に関する問題

答えは c「a，c，d，f，g が点灯（数字の5の形），Dt は消灯」 です。

7セグメントLEDは「8の字を7本の棒（a～g）と小数点（Dt）で表示する部品」。出力ポートの P0～P7 が、a～g と Dt に1本ずつつながっています。

アノードコモン型は「0を出すと光る」（直感と逆）のがポイント。

16進数 92 ＝ 2進数 1001 0010（P7 から P0 の順）。0 になっているのは P0・P2・P3・P5・P6 なので、点灯するのは a・c・d・f・g。P7（Dt）は1なので小数点は消灯。これは数字の「5」の形です。

👉 覚え方：アノードコモン＝0で点灯。

ほかの選択肢：a は「3」で小数点も点灯／b は「4」／d は「6」で小数点も点灯。

なぜこれが正解か

正解は c。アノードコモン型7セグメントLEDは共通端子（アノード）が電源（Vcc）側に接続され，各セグメントは抵抗を介して出力ポートにつながる。ポート出力が 0（Low）のときに電流が流れて点灯する（負論理）。

出力値 16進 92 ＝ 2進 1001 0010 を P7（MSB）から P0（LSB）に割り当てると：

• P7＝1（Dt：消灯），P6＝0（g：点灯），P5＝0（f：点灯），P4＝1（e：消灯）
• P3＝0（d：点灯），P2＝0（c：点灯），P1＝1（b：消灯），P0＝0（a：点灯）

点灯するのは a・c・d・f・g で，上・左上・中央・右下・下が光る「5」の形，小数点は消灯となる。

各選択肢の解説

• a：a・b・c・d・g が点灯する「3」で，Dt も点灯。b（P1）が点灯し f（P5）が消灯している点が違う。
• b：b・c・f・g が点灯する「4」で，a・d が消灯している点が違う。
• c：a・c・d・f・g が点灯，Dt は消灯（正解）。
• d：a・c・d・e・f・g が点灯する「6」で，Dt も点灯。e（P4）と Dt（P7）は1なので消灯のはず。

覚え方・ひっかけ注意

「アノードコモン＝0で点灯（負論理）／カソードコモン＝1で点灯（正論理）」。16進→2進の変換，ビット位置とセグメントの対応，点灯条件（0か1か）の3点を順に確認する。1 を点灯と取り違えると，点灯と消灯が逆の表示を選んでしまう。

理論的背景

7セグメントLEDはa〜g + DP（小数点）の8セグメントで構成。各セグメントはLED（発光ダイオード）で、順方向電流（typ 10mA）で発光する。アノードコモン型は全LEDのアノード側が共通端子で電源接続、カソード側がポート接続。電流制限のため直列抵抗（typ 220〜470Ω）が各セグメント線に必要（オームの法則 V=IRと電源電圧・LED順電圧2V・電流10mAから算出）。

実務での使われ方

マイコン組込みではダイナミック点灯（複数桁を高速切替で全点灯に見せる）が定番。74HC595シフトレジスタやMAX7219等の専用ドライバICを使うとI/Oピン消費を削減できる。FE試験範囲外だがDC/DCコンバータでVcc供給、フォトカプラで絶縁制御、PWMで輝度調整、と組込み実務では多様な発展がある。

試験での位置づけ

ハードウェア・組込みシステム分野の出題。基本情報では「16進値→点灯パターン」型、組込みシステムスペシャリストでは回路設計・消費電力計算・ダイナミック点灯のタイミング設計まで踏み込む。論理ゲート・トランジスタ動作・オームの法則の基礎理解が前提。

選択肢の発展補足

LED駆動の発展テーマ：

• カソードコモン：共通端子GND、ポート1で点灯（正論理）
• 3端子レギュレータ：電源電圧変換でLED駆動電圧確保
• チャージポンプ：低電圧電源から昇圧してLED駆動
• 定電流ドライバ：抵抗式より電圧変動に強い

表示装置の進化系としてLCD（液晶）／OLED／LEDマトリクス／TFTディスプレイがあり、それぞれ駆動方式が異なる。組込み機器では消費電力・視認性・コストのトレードオフで選定。試験では7セグメントLEDの点灯条件と正論理/負論理の判別が核心ポイント。これを起点に組込み系の発展知識へ広げると応用情報・組込みシステムスペシャリスト対策にも直結する。