ソフトウェア競技事前公開課題

第 12 回高校生ものづくりコンテスト電子回路組立部門山形県大会
ソフトウェア競技プログラム部門事前公開課題
① 課題
・課題はそれぞれ個別に作成すること。
・それぞれの課題は難易度により点数が変わっており、全部で 45 点となります。
・作成したプログラムは、申告カードに○をつけて申告すること。採点は、申告カードに○がつけられた
課題に対して行います。
・課題は、どの課題から作成しても構いません。
② プログラム作成に関する注意事項
（１）
東北大会、全国大会と同様、データおよびファイル類は全て持ち込み禁止とする。ただし、事前に審査
を受けて持ち込み可となった「タイマー割込みに関する初期設定を記述したファイル」を、ヘッダファ
イルとしてメインプログラム中でインクルードしても良いものとする。事前に審査を受けていないファ
イルについては、持ち込み不可とする。
（２）
競技終了後、作成した全てのプログラムソースリスト、自作したヘッダファイル（C 言語の場合、標準
で使用するヘッダファイル以外にインクルード（#include 文）したファイル）等を、配布した USB メ
モリカードにコピーすること。
（３）
ソースファイル名は、
“mono_”＋“競技者番号（2 桁）_”＋“問題番号 1 桁”
．
“拡張子”
とする。
例競技者番号 7 番問題番号 3 番 C 言語の場合
mono_07_3．c
（４）
7 セグメント LED の表示は、数字表示を読み取ることができること。
（５）
DC モータの回転方向は、ギアボックスのギア側シャフトに向かって、時計回り方向を CW、反時計回
り方向を CCW とする。また、回転速度に関しては、停止・回転の 2 通りとする。
回転方向を確認できる物
（テープなど）
ギアボックスのギア側から見て
時計回り（CW）
ギアボックスのギア側から見て
反時計回り（CCW）
（６）
ステッピングモータの回転方向は、シャフトを上から見て、時計回りを CW、反時計回りを CCW とす
る。また、回転速度は目視できる速度で、回転・停止の 2 通りとする。
（７）
圧電スピーカーから出る音は、音階が分かる程度の時間だけ音を鳴らすこと。
（８）
スイッチの操作と状態
入力
タクトスイッチ
(SW1、SW2)
フォトインタラプタ
状態
操作状態
ON
押している状態
OFF
押されていない状態
OFF/ON
OFF から ON に変化した時（押された時）
ON/OFF
ON から OFF に変化した時（離した時）
透過
発光部と受光部の間に光を遮断する物体がない状態
遮断
発光部と受光部の間に光を遮断する物体が入れられている状態
透過/遮断透過から遮断に変化した時
遮断/透過遮断から透過に変化した時
＜ソフトウェア事前公開問題＞
問題１（7 セグメント LED の点灯）
＜初期状態＞
・ 7SEG1 は常に消灯し、7SEG2 は「０」を表示している。
・ DC モータ、ステッピングモータは停止している。
・圧電スピーカーからは何も音がでていない。
・ 2 つのタクトスイッチは OFF、フォトインタラプタは透過している。
＜動作説明＞
① SW1 が OFF/ON されたとき、7SEG2 の表示を「＋１」する。ただし、表示が「９」のときに「＋１」した
場合には、表示は「０」とすること。
② SW2 が OFF/ON されたとき、7SEG2 の表示を「−１」する。ただし、表示が「０」のときに「−１」した
場合には、表示を「９」とすること。
③ SW1 と SW2 は同時に操作することはないものとする。また、タクトスイッチの操作の間隔は、誤動作しな
い程度とする。
問題２（ステッピングモータおよび DC モータの回転制御）
＜初期状態＞
・ 7SEG1 および 7SEG2 は常に消灯している。
・ DC モータ、ステッピングモータは停止している。
・圧電スピーカーからは何も音がでていない。
・ SW1 は OFF、SW2 は OFF、フォトインタラプタは透過している。
＜動作説明＞
・ SW1 が ON の間、ステッピングモータを回転させる。その回転方向は、フォトインタラプタが遮断されて
いるときには CW 方向、透過しているときには CCW 方向とする。SW1 が OFF の間、ステッピングモー
タは停止している。
・ SW2 が ON の間、ＤＣモータを回転させる。その回転方向は、フォトインタラプタが遮断されているとき
には CW 方向、透過しているときには CCW 方向とする。SW2 が OFF の間、ＤＣモータは停止している。
・ SW1 と SW2 は同時にＯＮにすることはないものとする。また、フォトインタラプタの操作は、2 つのタク
トスイッチが OFF の状態で行うものとし、モータの回転中に回転方向を切り替えることはないものとする。
表２−１入力素子の役割・機能について
入力素子
役割・機能
タクトスイッチ SW1
ステッピングモータの回転切換
タクトスイッチ SW2
ＤＣモータの回転切換
フォトインタラプタ
回転方向の切換
OFF：停止 ON：回転
OFF：停止 ON：回転
遮断：CW 方向
透過：CCW 方向
問題３（圧電スピーカーの制御）
＜初期状態＞
・ 7SEG1 は消灯し、7SEG2 は「０」を表示している。
・ DC モータ、ステッピングモータは停止している。
・圧電スピーカーからは何も音がでていない。
・ 2 つのタクトスイッチは OFF、フォトインタラプタは透過している。
＜動作説明＞
① 2 つのタクトスイッチとフォトインタラプタの組み合わせ（表 3-1）により、圧電スピーカーから表 3-2 の
通りの周期を持つ音を出力し、7SEG2 に指定した数字を表示させる。表 3-1 中の SW 左と SW 右とは、プ
ログラム作成時に使用する入力基板上のタクトスイッチの配置（位置）を表すものとする。
② 圧電スピーカーから出力される音の長さは、操作している間、指定した周期のパルスが出力されていればよ
いものとする。
表 3-1 組み合わせ表
フォトインタラプタ SW 左 SW 右
表 3-2 ドレミの 7 階音
音階
7SEG2
の表示
音階
周期 T[ms]
T/2[ms]
透過
OFF
OFF
音無し
０
ド
3.823
1.911
透過
OFF
ON
ド
１
レ
3.405
1.702
透過
ON
OFF
レ
２
ミ
3.034
1.517
透過
ON
ON
ミ
３
ファ
2.864
1.432
遮断
OFF
OFF
ファ
４
ソ
2.551
1.276
遮断
OFF
ON
ソ
５
ラ
2.273
1.136
遮断
ON
OFF
ラ
６
シ
2.025
1.013
遮断
ON
ON
シ
７
［参考］
周期とは、図 3-1 のようなパルスの幅のことである。したがって、T/2[ms]の「１」と T/2[ms]の「０」を繰り
返し出力すれば、表 3-2 の音階の音が出力される。
High(1)
Low(0)
T[ms]
図 3-1 周期の図
＜その他＞
・出力回路において、使用する電源の容量が一定でないと思われるため『ＤＣモータとステッピングモータの
２つのモータを同時に回転させない』こととする。
・ステッピングモータの種類・仕様が統一されていない可能性もありますが、
『ステッピングモータを約 10°
回転させるのに必要なパルス数』は把握してきてください（覚えてきてください）
。
・この事前公開問題には使われていませんが、例年の問題の傾向として、よく使用している動作については、
各自で学習してきてください。

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