加算回路の作製（DC4実習）

本実習について

問題が生じたときに、どこに問題があるのかを見つけることもエンジニアとし重要なスキルである。しかしながら、自分の力だけでは解決できないこともまだある。そして、解決方法を教えてもらうために、自分のわからないことを、的確に人に伝えることも、重要なスキルである。まずは、自分で解決を試み、わからない場合は班員に相談しても構わない。それでも解決できない場合は、教職員あるいはTAに聞いてもらって構わない。ただし、自分の回路を他の人に作ってもらうことは禁止する。

検印について

回路が完成し、課題プリントのすべての設問に解答したら、個人単位で確認するので、教職員あるいはTAを呼ぶこと。

まず、教職員あるいはTAが目視により、回路が適切に組まれている（電源、GNDからの配線の色が適切である等）ことを確認する。

目視によるチェックをクリアした場合、「3たす2は？」と口頭で問題を出すので、自分の作った回路に正しく2進数で入力して、出力された演算結果を読み上げる。

テキストの訂正

35ページ、下から5行目

誤：（計9本）

正：（計7本）

36ページ、1行目

誤：10番ピン

正：ANDの9番ピン

36ページ、3行目

誤：（計5本）

正：（計7本）

2進数2桁加算回路

本実習で製作する2進数2桁加算回路は、1桁目の演算、2桁目の演算、桁上がりと段階的に動作を確認しながら作製することができる。

1桁目の演算では、XORへの入力2本と、XORの出力からLEDへの1本の計3本を接続し、A0、B0に対応するDIPスイッチをON/OFFすることで動作確認ができる。

2進数の入出力について

入力：スイッチのオン（0）／オフ（1）

回路図ではプルアップ抵抗を用いて、スイッチがオフのとき、電流は加算器に流れるため、入力は5V（High）となる。一方、スイッチがオンのとき、電流はGND側に流れ、入力は0V（Low）となる。テキストの実装図では、DIPスイッチを上下逆さまに配置している。これは、スイッチを上に押したときに1、下に押したときに0とした方が、直感的であるためである。自分で理解して正しく操作できるのであれば、DIPスイッチの向きはどちらでも構わない。

出力：LEDの消灯（0）／点灯（1）

LEDのカソード側はGNDに制限抵抗を介して接続されている。そのため、アノード側の電圧がLow（0V）のときLEDは消灯し、High（5V）のときLEDが点灯する。

この実習で使用する電子部品

ロジックIC（XOR、AND）

テキスト 33ページ参照

DIPスイッチ

テキスト 34ページ参照

2bitの加算回路をつくる

実装図だけ見ながら適当に組み立てると必ず失敗する。テキストにしたがって，小さな動作単位ごとにチェックを入れながら順番に組み立てること。

1. 部品の取付け

2. 5V（赤）、GND（黒）の接続

3. 1桁目の演算部接続後、DIPスイッチを操作して1桁目の動作確認を行う（チェック：00+00、00+01、01+00、01+01）

4. 2桁目の演算部接続後、DIPスイッチを操作して2桁目の動作確認を行う（チェック：01+01、10+00、00+10、10+10）

5. 桁上がりの接続後、DIPスイッチを操作して動作確認を行う（チェック：00+00～11+11）

実装図

加算回路実装図（主要部品のみ）v0523.pdf（PDF形式：163 KB）

この実習で使用する電子部品

7セグメントLED

テキスト 37ページ参照

デコーダIC 74LS248

テキスト 37ページ参照

2bitデコーダ解説

加算結果を10進数でLED表示する

実装図だけ見ながら適当に組み立てると必ず失敗する。テキストにしたがって、小さな動作単位ごとにチェックを入れながら順番に組み立てること。また、製作済みの加算回路部はいじらない。

1. 部品の取付け

2. 5V（赤）、GND（黒）の接続

3. 加算結果を74LS248の入力へ接続

4. 74LS248の出力と7セグメントLEDの接続

5. 74LS248のその他の配線を接続後、演算結果をチェックする

3bit加算回路に挑戦しよう！