平成24年度 春期 午前Ⅱ 問12
ハードウェア
LED点灯回路の動作
LED点灯回路の動作として,適切な組合せはどれか。
LED点灯回路:
スイッチ(SW)の共通端子 → 抵抗 → 節点P スイッチのB側 → マイコンの出力ポート スイッチのA側 → 接地 節点P → トランジスタのベース 節点P → 抵抗 → トランジスタのエミッタ(矢印は外向き)・接地 Vcc → 抵抗 → LED(アノードが上,カソードが下) → トランジスタのコレクタ (「節点P」は原典に無い名)
選択肢は原典ではSW A側・SW B側かつ出力ポートHigh・SW B側かつ出力ポートLowの表。
- アSW A側:点灯 / SW B側かつ出力ポートHigh:点灯 / SW B側かつ出力ポートLow:消灯
- イSW A側:点灯 / SW B側かつ出力ポートHigh:消灯 / SW B側かつ出力ポートLow:点灯
- ウSW A側:消灯 / SW B側かつ出力ポートHigh:点灯 / SW B側かつ出力ポートLow:消灯
- エSW A側:消灯 / SW B側かつ出力ポートHigh:消灯 / SW B側かつ出力ポートLow:点灯
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✓ これが正解ウSW A側:消灯 / SW B側かつ出力ポートHigh:点灯 / SW B側かつ出力ポートLow:消灯
解説
SWがA側なら消灯、B側では出力ポートHighのときだけ点灯です。
回路を読む軸は、トランジスタのベースに電流が流れるかどうかです。スイッチをA側にすると、ベースにつながる抵抗の先は接地になり、ベースに電流が流れないのでトランジスタは導通せず、LEDは消灯します。スイッチをB側にすると、ベースは抵抗を通してマイコンの出力ポートにつながります。出力ポートがHighならベースに電流が流れてトランジスタが導通し、Vccから抵抗とLEDを通ってコレクタへ電流が流れ、LEDが点灯します。出力ポートがLowならベースに電流が流れず消灯します。ベースに電流を流せるときだけ点灯する、と押さえれば組合せを選べます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- アSW A側:点灯 / SW B側かつ出力…:スイッチをA側にしたときに点灯するとしている点が合いません。A側ではベースへの抵抗の先が接地されるので、ベースに電流が流れずトランジスタは導通しないため、LEDは消灯します。
- イSW A側:点灯 / SW B側かつ出力…:A側で点灯とし、さらにB側での出力ポートのHighとLowの結果も逆になっています。トランジスタはベースに電流が流れたときに導通するので、点灯するのはB側で出力ポートがHighのときだけです。
- エSW A側:消灯 / SW B側かつ出力…:A側で消灯とする点は合っていますが、B側の結果が逆です。出力ポートがLowではベースに電流が流れずトランジスタは導通しないので、点灯するのは出力ポートがHighのときです。
出典:平成24年度 春期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前Ⅱ 問12
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