デジタル電子回路（Digital Electronic Circuit）[5A28]

＜学位授与の方針＞

○	1. 基礎知識の習得
◎	2. 専門分野知識の習得
○	3. 汎用的問題解決技能
	4. 道徳的態度と社会性
	5. 創成能力

＜授業のねらい＞

デジタル回路は、家電用機器、ロボット、自動車、産業機械などの制御では必須のものです。アナログ回路では時間的に連続した信号を扱うが、デジタル回路では1(正の電圧)または0(ゼロの電圧)の2値の信号を扱う。デジタル電子回路では、自動車や産業機械などの制御用デジタル回路内で用いられているハードウエア(装置の意味で、トランジスタ、IC、抵抗、コンデンサなど)に関して学ぶ。授業と同時に、これ等のハードウエアとスイッチ、LED(発光ダイオード)、CdSセル(受光器)などを組み合わせた回路ボードを実際に組み立て、評価しながら、各機能に関して理解を深める。本授業の目標は、将来遭遇する物理計測や電子制御などに関して、自分で簡単な回路設計を行い、試作品などを作ることが出来るようになるための基本的な知識の習得を目指しています。

＜受講にあたっての前提条件＞

本科目を履修する前に、「物理学及演習I,II」、「数学I,II」、「電気回路I,II」、「電磁気学I, II」等の基礎的な科目を履修しておくことが好ましい。

＜具体的な到達目標＞

本授業の目標は、将来遭遇する物理計測や電子制御などに関して、自分で簡単な回路設計を行い、簡単な試作品を作ることが出来るようになることを目指しています。特に、3年次の「応用物理実験II」、「応用物理実験III」をスムーズに行うための基礎知識とも位置付けされる。

＜授業計画及び準備学習＞

1.ガイダンス。デジタル回路の基礎およびその応用、10進数、2進数などについて学ぶ。
2.NOT回路の基礎とNOT回路IC(HD74HC04P)の基本動作について学ぶ。授業用資料のNOT回路の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
3.NOT回路とスイッチの組み合わせに関して学び、実際にそれ等を動作させ、LEDの点灯/消灯などで理解を深める。授業用資料のNOT回路とスイッチの個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
4.NOT回路と可変抵抗器の組み合わせに関して学び、実際にそれ等を動作させ、可変抵抗値と制御範囲等の関係を確認する。授業用資料のNOT回路と可変抵抗器の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
5.NOT回路を用いたマルチバイブレータ回路(自動的にLEDなどを点灯/消灯させる回路)に関して学び、実際にそれ等を動作させることで理解を深める。授業用資料のNOT回路を用いたマルチバイブレータ回路の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
6.NOT回路を用いたマルチバイブレータ回路の理論的な考察を行い、LEDなどを点灯/消灯させる周期の決定法等に関して学ぶ。授業用資料のマルチバイブレータ回路の理論的な考察の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
7.NOT回路を用いたマルチバイブレータ回路の応用について学び、実際に種々のパラメータを変化させたときの動作を確認する。授業用資料のマルチバイブレータ回路の応用の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
8.NAND回路の基礎とNAND回路IC(HD74HC00P)の基本動作について学ぶ。授業用資料の対応する個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
9.NAND回路とCdSセル、LEDの組み合わせに関して学び、実際にそれ等を利用し、光の有無でLEDの点灯/消灯を制御出来ることを確認する。授業用資料の対応する個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
10.NAND回路の応用に関して、NAND回路IC(HD74HC00P)内の複数のNAND回路を組み合わせた種々の応用回路について学ぶ。授業用資料のNAND回路の応用の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
11.NAND回路を用いたフリップ・フロップ回路(一度スイッチをONすると、次にまたONするまで同じ状態が保たれる回路などで、非常に多くの応用が可能)に関して学び、実際にLEDとの組み合わせで動作確認を行う。授業用資料のNAND回路を用いたフリップ・フロップ回路の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
12.フリップ・フロップ回路の動作原理を考察し、その応用に関して実際に種々の動作を確認することで理解を深める。授業用資料のフリップ・フロップ回路の動作原理の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
13.NOR回路の基礎とNOR回路IC(HD74HC02P)に関して原理と応用を実際の動作確認を介して学ぶ。授業用資料のNOR回路の基礎の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
14.NOR回路の応用として、駐車場での優先車決定回路等を実際に動作させることで理解を深める。また、この期に学習したことの総復習も行う。授業用資料のNOR回路の応用の個所を勉強しておく。レポート課題で復習する。
本回は、「全学習の振り返り」も実施する。

＜成績評価方法＞

毎回の授業でレポート課題を出します。次週に提出すること。各宿題レポートを100点満点で採点し、全宿題レポートの平均を総合成績とする。総合成績が60点以上を合格点とする(試験は行わない)。ただし、欠席は3回まで、4回以上は履修放棄と見なす。

＜教科書＞

授業の初日に、用いる授業用資料を配布します。

＜参考書＞

「機械系の電気工学」深野あずさ(コロナ社)

＜オフィスアワー＞

八王子：
金曜日　12:20-13:20 @ 講師室
新宿：新宿1778室
火曜日　18:00-19:00水曜日　16:00-18:00
木曜日　16:00-18:00

＜学生へのメッセージ＞

基礎的なことから丁寧に説明しますが、分からないことがあったら、授業中に積極的に質問して下さい。毎回レポート課題を出しますので、次週にレポートを提出して下さい。本科目は、3年次の「応用物理実験II」、「応用物理実験III」、4年次の卒論の履修にも役立ちます。また、将来社会に出てから、多くの技術分野において、技術者に取って必要な基本知識のひとつにもなります。