組込みシステムの入出力制御

組込みシステムでは，スイッチやセンサーなどの入力機器から値を読み込み，アクチュエータなどの出力機器へ信号を送ることが基本の動作になる。入出力を正しく行うには，周期的に読み込んだ値の変化を検出する論理，入力や出力の値を変換する仕組み，動作を支えるクロックの設定を理解しておく必要がある。ここでは，それぞれの考え方を順に整理する。

入力値の変化の検出

スイッチの値は，押された状態を1，放された状態を0として周期的に読み込まれる。読み込みのたびに前回の値を記憶しておくことで，値の変化を検出できる。チャタリング処理などが適切に行われているものとすると，今回の値をa，前回の値をbとして，放された状態から押された状態への変化は，aが1かつbが0であるときに検出できる。これはbの否定とaの論理積で表される。

反対に，押された状態から放された状態への変化は，aが0かつbが1の条件で検出される。 論理和を用いた式では，今回押された場合や前回放されていた場合のどちらか一方でも成り立ってしまうため，目的の変化だけを取り出せない。 変化の向きごとに条件を組み立てることが，この種の問題の基本になる。

D/A変換器の出力の計算

D/A変換器は，デジタルの値を電圧などのアナログの量に変換する装置である。出力は，データの値に最下位ビットが1変化したときの電圧の変化量を掛けて求める。ビット数が増えるほど変化量が細かくなり，分解能が高くなる。データ0のときの出力が0mVである変換器では，この計算がそのまま出力の大きさになる。

データを16進数で与えられた場合は，まず10進数に直してから計算しなければならない。16進数の82は10進数の130であり，1ビット当たり10mV変化する変換器では，出力は1,300mVになる。 数字を10進数の82として扱うと誤った値になるため，記数法の確認が欠かせない。