図解でわかるシリーズゼロからわかる デジタル回路超入門

［表紙］ゼロからわかる デジタル回路超入門

紙版発売

A5判／288ページ

定価2,178円（本体1,980円＋税10%）

ISBN 978-4-7741-3295-2

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書籍の概要

この本の概要

現在はデジタル回路の知識がないと，身近な電気製品を理解したり，新商品の開発もできなくなってきています。

そこで本書は，デジタル回路の考え方や原理を，できるだけやさしく丁寧に解説し，初心者でも基本から理解できるようにしました。多くの図を用いながら，わかりにくいところも手抜きしないで解説しています。

こんな方におすすめ

  • デジタルに興味のある人

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「デジタル」って，かっこよく聞こえるけど，いったい何？
デジタルという言葉は，日常会話でふつうに使わかれています。では，デジタルってなんでしょうか？

目次

Starting STEP　「デジタル」ってかっこよく聞こえるけど，いったい何？

  • 1　デジタルって何？
  • 2　デジタルとは，情報を数値で取り扱うこと
  • 3　数値にすると，誤りを発見できる
  • 4　数値であれば，誤りを正しいデータに戻せる
  • 5　デジタルの特徴のまとめ

STEP1　1と"0"の世界を探検してみよう

  • 1　10進数って？
  • 2　デジタルの考え方はスイッチと同じ
  • 3　2進数って？

STEP2　2進数を加算してみよう

  • 1　とりあえず2進数を加算して答えを出します
  • 2　びっくりすると思いますが，デジタルでは加算ができません。だから……
  • 3　デジタル加算をひもとくと，意外なことがわかります

STEP3　デジタルはAND，OR，NOTがあれば何でもできてしまう

  • 1　AND
  • 2　OR
  • 3　NOT
  • 4　NAND
  • 5　NOR

STEP4　真理値表を書いて論理式を求めてみよう

  • 1　真理値表って
  • 2　真理値表の"1"のある行をANDでまとめます
  • 3　行の論理式をORでつなぎます。
  • 4　3入力の場合は？

STEP5　求めた論理式を簡単にしてみよう

  • 1　基本となる法則
  • 2　1ビットだけ違う部分に着目して簡単化します
  • 3　各項をコピーして簡単化します

STEP6　カルノー図を書いてみよう

  • 1　カルノー図って何？
  • 2　カルノー図の書き方
  • 3　真理値表の各行とカルノー図の各マスとの位置関係
  • 4　真理値表の出力の値をカルノー図に転記します

STEP7　カルノー図から論理式を求めてみよう

  • 1　"1"を記入したマスをグループにまとめます
  • 2　各グループの論理式を求めます
  • 3　各グループの論理式をORでつなぎます

STEP8　真理値表からカルノー図へ間違いなく転記するために

  • 1　転記ミスを防ぐ

STEP9　ブールとド・モルガンの二人の巨匠

  • 1　ジョージ・ブール（G.Boole）
  • 2　ブール代数（Boolean algebra）
  • 3　ド・モルガン（Augustus De Morgan）
  • 4　ド・モルガンの法則

STEP10　組み合わせ回路を考えてみよう

  • 1　セレクタ
  • 2　4-1セレクタ
  • 3　2-2セレクタ
  • 4　排他的論理和回路（エクスクルーシブオア回路）

STEP11　さらに実用的な組み合わせ回路を考えてみよう

  • 1　「0」から「7」まで表示する7セグメントデコーダ
  • 2　「0」から「5」まで表示する7セグメントデコーダ
  • 3　「0」から「5」以外のときはエラーを表示する7セグメントデコーダ
  • 4　3種類の7セグメントデコーダを比べると

STEP12　エラー検出とエラー訂正

  • 1　パリティチェックのしくみ
  • 2　パリティジェネレータ
  • 3　パリティチェッカー
  • 4　エラー訂正のしくみ

STEP13　デジタル情報を記憶するために

  • 1　組み合わせ回路と順序回路
  • 2　たとえばバスの降車ボタン
  • 3　最も基本的なフリップフロップ
  • 4　禁止入力について学習しよう
  • 5　フリップフロップの初期状態
  • 6　NAND回路によるフリップフロップ

STEP14　デジタル回路で実際に使われているのはD型フリップフロップ

  • 1　D型フリップフロップ
  • 2　こんなD型フリップフロップもあります
  • 3　セット／リセット機能付きD型フリップフロップ
  • 4　主な使い方はリセット機能付きD型フリップフロップ
  • 5　その他のフリップフロップ

STEP15　順序回路を考えてみよう

  • 1　組み合わせ回路と順序回路の違いを再確認します
  • 2　レジスタ
  • 3　シフトレジスタ
  • 4　バイナリカウンタ
  • 5　非同期式カウンタ
  • 6　同期式カウンタ
  • 7　同期式回路と非同期式回路の比較

STEP16　10進数，2進数，16進数

  • 1　STEP1で学習した2進数を復習しましょう
  • 2　2進数を10進数に変換するには
  • 3　10進数を2進数に変換するには
  • 4　2進数を4ビットずつまとめたのが16進数
  • 5　16進数を10進数に変換するには
  • 6　10進数を16進数に変換するには
  • 7　16進数←→2進数の変換
  • 8　Windowsにも基数変換の電卓が付いています
  • 9　Windowsの電卓で論理演算もできます

FinalSTEP　デジタル情報の加算と減算

  • 1　2進数の加算を完璧にしよう
  • 2　2進数の減算の考え方
  • 3　デジタルでは加算回路で減算も行ってしまいます
  • 4　実際に補数加算をしてみよう

コラム

  • 明るさを変える方法
  • 減算
  • ORとExclusive OR
  • 珍解答
  • フラッシュメモリ
  • セレクタの動作
  • 回路設計の現場
  • エクスクルーシブ オア / ノア
  • 上のNORを選んだ理由
  • シーソー
  • アップカウンタをダウンカウンタに変身
  • 割り算の書き方
  • 回路設計
  • 負の数から正の数

著者プロフィール

並木秀明（なみきひであき）

日本工学院八王子専門学校　ITスペシャリスト科教授。

ディジタル回路デザイン，ハードウェア記述言語，マイクロコンピュータなどのハードウェア系科目を担当。入職前は，プリンタ，テレビ局や新聞社向けなどの組込みシステムのハードウェア開発・設計に従事。

著書「よくわかるSystemCによるシステムデザイン入門」「改訂新版ディジタル回路とVerilogHDL」「改訂版VHDLによるディジタル回路入門」「Excelではじめるディジタル信号処理」他

著書