JP3072336U - 情報処理学習用教材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生徒が自らデータ作成やプログラム作成を行う
ことができる情報処理学習用教材において、作成したデ
ータやプログラムをさらに有用な形で自宅に持ち帰るこ
とができるようにすることを目的とする。 【解決手段】サウンド機構を備えた曲データ作成用パソ
コンで曲データを作成し、記憶手段に格納する。書き込
み用パソコンで当該曲データを読み出し、ワンチップコ
ンピュータ用書き込み器によりワンチップコンピュータ
に書き込む。ワンチップコンピュータは、サウンド機構
を備えていないものであり、曲データはワンチップコン
ピュータの出力端子にオン／オフを繰り返す信号を出力
することにより擬似的に音を出すものである。曲データ
を書き込んだワンチップコンピュータは、例えば目覚ま
し時計など曲データを再生するタイミング信号を供給す
ることができる回路と組み合わせる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、情報処理学習用教材に関し、特に生徒が自分で作成した曲データを ワンチップコンピュータに書き込んで目覚まし時計などに構成できる情報処理学 習用教材に関する。

【０００２】

【従来の技術】

情報処理の学習のために生徒自らが種々のデータを作成したりプログラミング の作成をすることはよく行われている。そのような情報処理の学習に使用される 教材としては、市販されている各種のアプリケーションプログラムやプログラミ ング言語、あるいは情報処理学習用に作成された簡易型のデータ処理プログラム やプログラミング言語などが使用されていた。

【０００３】 一方、ＰＩＣ（米国その他の国におけるマイクロチップテクノロジー社の登録 商標）に代表されるような簡単な構成のワンチップコンピュータが知られている 。ＰＩＣ（Peripheral Interface Controller）は、コンピュータの周辺に接続 される周辺機器の接続部分を制御するために開発されたマイクロコントローラの 一種である。それほどの高い機能は備えていないが、マイクロコンピュータとし ての機能は一通り収まっており教育用教材としても使いやすく安価である。この ようなワンチップコンピュータは、ほとんどが音源機構を備えていないものであ り、それだけで音を出すことはできない。しかし、その出力端子に所定周波数で オンオフを繰り返すデータを出力することにより、擬似的に音を出す試みが知ら れている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来の情報処理学習用教材を用いて生徒自らが各種のデータ作成やプログラミ ングの作成を行う学習はよく行われている。しかし、生徒が作成したデータやプ ログラムは、紙に印刷しあるいは何らかの記憶媒体に格納して自宅に持ち帰った としても、自宅のパソコンでそれらを表示したり動作させることができる程度で あり、さらに別の形でそれらを個人的に利用することはできなかった。

【０００５】 本考案は、生徒が自らデータ作成やプログラム作成を行うことができる情報処 理学習用教材において、作成したデータやプログラムをさらに有用な形で自宅に 持ち帰ることができるようにすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１に係る考案は、サウンド機構を備えた曲デ ータ作成用パソコンと、前記曲データ作成用パソコン上で動作し、曲データを作 成する曲データ作成プログラムと、前記曲データ作成プログラムにより作成した 曲データを格納する記憶手段と、ワンチップコンピュータ用書き込み器を接続し た書き込み用パソコンと、前記書き込み器に接続した、サウンド機構を備えてい ないワンチップコンピュータと、前記書き込み用パソコン上で動作し、前記曲デ ータを読み出して前記ワンチップコンピュータに書き込む曲データ書き込みプロ グラムとを備えたことを特徴とする。

【０００７】 請求項２に係る考案は、サウンド機構を備えた曲データ作成用パソコンと、前 記曲データ作成用パソコン上で、ワンチップコンピュータに格納して動作させる ことにより当該ワンチップコンピュータの出力端子にオン／オフを繰り返す信号 を出力して音を発生させるような曲データを、生徒が情報処理学習のために作成 することができるような曲データ作成プログラムと、前記曲データ作成プログラ ムにより作成した曲データを格納する記憶手段と、ワンチップコンピュータ用書 き込み器を接続した書き込み用パソコンと、前記書き込み器に接続した、サウン ド機構を備えていないワンチップコンピュータと、前記書き込み用パソコン上で 動作し、前記曲データを読み出して前記ワンチップコンピュータに書き込む曲デ ータ書き込みプログラムとを備えたことを特徴とする。

【０００８】 曲データ作成用パソコンと書き込み用パソコンとは、別々のパソコンでもよい し、一台のパソコンを共用してもよい。曲データを書き込んだワンチップコンピ ュータは、例えば目覚まし時計など曲データを再生するタイミング信号を供給す ることができる回路と組み合わせることもできる。また、。曲データを書き込ん だワンチップコンピュータは、例えば満水報知器、水位報知器、断線報知器、明 暗報知器、その他各種の報知器など曲データを再生する指示信号を供給すること ができる報知器と組み合わせて構成しても良い。

【０００９】

【考案の実施の形態】

以下、図面を用いて本考案の実施の形態について説明する。

【００１０】 図１は、生徒が操作して曲データを作成するための曲データ作成装置のブロッ ク構成を示す。曲データ作成装置は、中央処理装置（ＣＰＵ）１０１、メモリ１ ０２、入力装置１０３、表示装置１０４、ハードディスク（ＨＤ）１０５、フロ ッピーディスク（ＦＤ）ドライブ１０６、およびサウンド機構１０７を備えてい る。これら各部は、バスライン１０８により相互に接続されている。

【００１１】 ＣＰＵ１０１は、この装置全体の動作を制御する。メモリ１０２は、ＣＰＵ１ ０１が実行するプログラムをロードしたり各種のワーク領域に使用する記憶部で ある。入力装置は、操作者が操作するためのキーボードやマウスである。表示装 置１０４は、各種の情報を表示するためのディスプレイであり、特に後述する曲 データ作成のためのウィンドウなどを表示する。ＨＤ１０５は、プログラムや各 種データファイルを記憶保持する外部記憶装置であり、特にオペレーティングシ ステム（ＯＳ）１１１および曲データ作成プログラム１１２がインストールされ ている。ＦＤドライブ１０６は、着脱可能な記憶媒体であるＦＤ１２１に対し各 種のデータを書き込みあるいは読み出す装置である。サウンド機構１０７は、Ｃ ＰＵ１０１の指示に基づいて音声を発声する機構である。以上のような構成の曲 データ作成装置は、サウンド機構１０７を備えた汎用のパソコンに曲データ作成 プログラムをインストールしたものでよい。

【００１２】 図２は、生徒が曲データを作成する際の曲データ作成画面のうち、ビギナーコ ースの画面例を示す。図３は、同様の曲データ作成画面のうち、プログラムコー スの画面例を示す。図１の曲データ作成装置において、入力装置１０３で所定の 操作を行うことにより曲データ作成プログラム１１２が起動され、図２または図 ３の画面が表示装置１０３に表示される。ビギナーコースかプログラムコースか の設定は操作者が任意に行うことができる。

【００１３】 図２を参照して、ビギナーコースにおける曲データ作成の操作手順について説 明する。ビギナーコースの曲データ作成画面２００には、作成した音符データの 表示領域２０１、音符の音程（音高）を指定するための鍵盤領域２０２、音符の 長さを指定するための音符ボタン２０３、休符を指定するための休符ボタン２０ ４、音色を選択するための音色選択ボタン２０５、作成した曲データを試聴する ための演奏ボタン２０６、作成した音符を修正するための修正ボタン２０７、フ ァイル操作ボタン２０８、ファイル名表示領域２０９、および終了ボタン２１０ などが設けられている。

【００１４】 音符データ表示領域２０１は、音符（および休符）の順番を示す番号を表示す る「Ｎｏ．」欄、音符の音程を表示する「音程」欄、音符名を表示する「音符」 欄、および音符の長さを横棒グラフで表示する「長さ」欄を備えている。生徒は 、鍵盤領域２０２のいずれかの鍵をクリックして音程を指定し、音符ボタン２０ ３のいずれかのボタンをクリックして音符の長さを指定する。音符の代わりに休 符ボタン２０４により休符を指定することもできる。これを繰り返して曲の先頭 から順に音符を指定していく。指定した音符は、音符データ表示領域２０１に順 に表示されていく。「Ｎｏ．」は自動的に付与される。作成した音符に対しては 、修正ボタン２０７により修正することができる。

【００１５】 また、演奏ボタン２０６を押下することにより、作成した音符の列すなわち曲 データを再生し試聴することができる。再生時の音色は、音色選択ボタン２０５ で選択することができる。作成した曲データは、ファイル操作ボタン２０８の「 保存」ボタンを押下することにより、ＨＤ１０５やＦＤ１２１に保存することが できる。ファイル名表示領域２０９は、現在保存されている曲データのファイル 名一覧を表示する領域である。さらに、ファイル名表示領域２０９に表示されて いるファイル名一覧からファイルを１つ選択（マウスでクリック）し、ファイル 操作ボタン２０８の「読込」ボタンを押下することにより、当該ファイルの曲デ ータを本画面に読み出して、修正や試聴することもできる。

【００１６】 最後に、「終了」ボタン２１０を押下すると、図２の画面が閉じられ曲データ 作成は終了する。

【００１７】 次に、図３を参照して、プログラムコースにおける曲データ作成の操作手順に ついて説明する。プログラムコースの曲データ作成画面３００には、プログラム 書き込み欄３０１、命令語の説明表示欄３０２、プログラム例表示欄３０３、プ ログラム例の説明表示欄３０４、音色選択欄３０５、演奏ボタン３０６、修正ボ タン３０７、ファイル操作ボタン３０８、ファイル名表示領域３０９、および終 了ボタン３１０などが設けられている。

【００１８】 生徒は、プログラム書き込み欄３０１上で、入力装置１０３により曲データを プログラムの形で入力することができる。命令語の説明表示欄３０２、プログラ ム例表示欄３０３、およびプログラム例の説明表示欄３０４は、生徒が曲データ を入力する際に参考にするための命令語の説明、プログラム例、およびプログラ ム例の説明がそれぞれ表示される。音色選択欄３０５は、曲データの音色選択情 報を入力するための欄である。演奏ボタン３０６、修正ボタン３０７、ファイル 操作ボタン３０８、ファイル名表示領域３０９、および終了ボタン３１０は、図 ２で説明した２０６〜２１０の各部と同様のものであるので説明は省略する。

【００１９】 図２のようにビギナーコースで作成した曲データと、図３のようにプログラム コースで作成した曲データとは、同じ音符の並びの曲であれば同じデータになる 。作成した曲データは、後に詳述するようにワンチップコンピュータに書き込ん で動作させることにより音声を発声させるプログラムがその実体である。したが って、図２のように音符の並びで指定した場合も、図３のようにプログラムの形 式で指定した場合も、いずれもワンチップコンピュータで音を発生させるための サブルーチンなどが付加されたプログラムとして曲データが生成される。

【００２０】 図４は、上述したように作成した曲データをワンチップコンピュータに書き込 むための書き込み装置のブロック構成を示す。書き込み装置は、ＣＰＵ４０１、 メモリ４０２、入力装置４０３、表示装置４０４、ＨＤ４０５、ＦＤドライブ４ ０６、およびワンチップコンピュータ用書き込み器４０７を備えている。これら 各部は、バスライン４０８により相互に接続されている。

【００２１】 ４０１〜４０６の各部は、図１の１０１〜１０６の各部と同様のものである。 ただし、図４の書き込み装置では、曲データを書き込むための曲データ書き込み プログラム４１２がインストールされている。また、ワンチップコンピュータ用 書き込み器４０７により、ワンチップコンピュータ４３１に曲データを書き込む ことができるようになっている。書き込み装置は、汎用のパソコンに書き込み器 ４０７を接続し、曲データ書き込みプログラム４１２をインストールしたもので よい。書き込み器４０７は、パソコンのＣＯＭ端子に接続すればよい。書き込み 器４０７は、曲データを書き込むワンチップコンピュータが容易に着脱可能なソ ケットが設けられている。

【００２２】 図５は、図４の曲データ書き込みプログラム４１２による曲データ書き込み時 の画面例を示す。図４の書き込み装置において、入力装置４０３で所定の操作を 行うことにより曲データ書き込みプログラムが起動され、図５の画面が表示装置 ４０３に表示される。曲データ書き込み画面５００には、ドライブ名指定領域５ ０１、ディレクトリ指定領域５０２、指定ディレクトリ内ファイル一覧表示領域 ５０３、選択されたファイル名表示領域５０４、書き込み器接続ＣＯＭ端子選択 部５０５、書き込み速度選択部５０６、ファイル読み込みボタン５０７、書き込 みスタートボタン５０８、および終了ボタン５０９などが設けられている。

【００２３】 図１〜図３で説明したように曲データを作成した生徒は、その曲データを例え ばＦＤに格納し、図４の書き込み装置でも読み出せるようにＦＤドライブ４０６ にセットする。図５の画面において、ドライブ名指定領域５０１で曲データが格 納されている記憶手段例えばＦＤのドライブ名を指定し、ディレクトリ指定領域 ５０２でディレクトリを指定する。これにより、指定されたディレクトリ内のフ ァイルの一覧が指定ディレクトリ内ファイル一覧表示領域５０３に表示される。 この中から、ワンチップコンピュータに書き込みたい曲データを、マウスなどの 入力装置４０３により選択する。選択された曲データファイルのファイル名は、 ファイル名表示領域５０４に表示される。曲データのファイルを指定した後、フ ァイル読み込みボタン５０７を押下すると、選択されたファイルの内容すなわち 曲データがメモリ４０２上に読み込まれる。

【００２４】 次に、ワンチップコンピュータ用書き込み器４０７が接続されているＣＯＭ端 子をＣＯＭ端子選択領域５０５から選択し、書き込み速度選択領域５０６から書 き込み速度を選択し、書き込みスタートボタン５０８を押下する。これにより、 選択された曲データがワンチップコンピュータ用書き込み器４０７に接続されて いるワンチップコンピュータ４３１に書き込まれる。

【００２５】 書き込み速度選択領域５０６では、「標準」、「ハイテンポ（１４％ＵＰ）」 、または「ハイテンポ（２８％ＵＰ）」が選択可能である。これらはワンチップ コンピュータで曲データを再生する際の速度を示す。上述したように、曲データ はワンチップコンピュータで音を発生させるためのサブルーチンなどが付加され たプログラムとして生成されるが、曲によってはテンポを変えたい場合もあるの で再生の速度として３種類を用意してある。「標準」が選択されているときは、 所定の標準のテンポで音を発生させるサブルーチンを付加して曲データを生成す る。「ハイテンポ（１４％ＵＰ）」が選択されているときは、標準より１４％ア ップしたテンポで音を発生させるサブルーチンを付加して曲データを生成する。 「ハイテンポ（２８％ＵＰ）」が選択されているときは、標準より２８％アップ したテンポで音を発生させるサブルーチンを付加して曲データを生成する。

【００２６】 なお、図２や図３で、演奏ボタン２０６，３０６により、作成した曲を試聴す る際には音色を指定することができたが、ワンチップコンピュータで曲データを 再生する際には、音色は指定できずすべて電子音になる。音源チップではないワ ンチップコンピュータで擬似的に音を発生させているので、音色まで指定できな いからである。したがって、上記サブルーチンは、電子音を発生させるものであ る。

【００２７】 図６は、ワンチップコンピュータの内部構成の概略を示す。ワンチップコンピ ュータ６００は、演算処理部６０１、命令解読実行部６０２、プログラムメモリ ６０３、データメモリ６０４、および周辺回路６０５を備えている。プログラム メモリ６０３に書き込まれたプログラムは、命令解読実行部６０２により読み出 されて解読される。演算処理部６０１は、解読された命令に応じて演算処理を行 う。データメモリ６０４は、演算処理を行う際のデータを格納するデータメモリ である。周辺回路６０５は、このワンチップコンピュータ６００への入力および 出力のインターフェースなどである。作成した曲データは、プログラムメモリ６ ０３に書き込まれる。曲データは、上述したようにワンチップコンピュータ６０ ０で実行されるプログラムであり、このプログラムの実行によりワンチップコン ピュータの出力端子に所定周波数のオンオフを繰り返す信号が出力され、この端 子にブザーを接続しておくことにより音声を出力するようになっている。

【００２８】 図７は、曲データを書き込んだワンチップコンピュータ７０４を目覚まし時計 に組み込んだ回路例を示す。デジタル時計の本体回路部７０１から出ている端子 ７０２は、ブザー起動信号を出力する端子である。端子７０２の電位は、通常は ０だが、目覚ましの設定時間になると所定値Ｖになる。トランジスタ７０３は、 端子７０２の電位が０のとき非導通、電位Ｖになったとき導通する。これにより 、ワンチップコンピュータ７０４の入力端子７０４の電位が変化するので、ワン チップコンピュータ７０５は、これを検出し、上述したように書き込まれた曲デ ータを再生する。これによりブザー７０５が作成した曲のメロディで鳴動する。 なお、７０６はテストボタン、７０７はメロディを止めるストップスイッチであ る。

【００２９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、情報処理学習で生徒が作成した曲デー タをワンチップコンピュータに書き込んで目覚まし時計などに組み込み各個人で 持ち帰ることができる。通常、メロディを出力するような目覚まし時計では、そ の曲データを格納したＩＣを量産して使用する。したがって、各個人で１つ１つ 異なる曲データを作成するようなことは行っていなかった。本考案によれば、個 人個人で異なる曲データを作成し、それぞれ異なる曲データを格納したワンチッ プコンピュータを作成してメロディを出力させることができる。また、音源チッ プを用いたりＭＩＤＩ（Musical instrument digatal interface）機器を用いる と高価になってしまうが、本考案では安価なワンチップコンピュータを用いて音 源チップの代わりにしているので、安価であり、しかも構成や取り扱いは容易で あり教育教材として優れている。

【００３０】 なお、上記実施の形態では、目覚まし時計を構成する例で説明したが、目覚ま し時計に限らず、例えば満水報知器、水位報知器、断線報知器、明暗報知器、そ の他各種の報知器など、他の各種の報知器としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】曲データ作成装置のブロック構成図

【図２】曲データ作成画面例（ビギナーコース）を示す
図

【図３】曲データ作成画面例（プログラムコース）を示
す図

【図４】書き込み装置のブロック構成図

【図５】曲データ書き込み画面例を示す図

【図６】ワンチップコンピュータの内部構成を示す図

【図７】目覚まし時計の構成例を示す図

【符号の説明】

１０１…中央処理装置（ＣＰＵ）、１０２…メモリ、１
０３…入力装置、１０４…表示装置、１０５…ハードデ
ィスク（ＨＤ）、１０６…フロッピーディスク（ＦＤ）
ドライブ、１０７…サウンド機構、１０８…バスライ
ン、２００…ビギナーコース曲データ作成画面、３００
…プログラムコース曲データ作成画面、４０１…ＣＰ
Ｕ、４０２…メモリ、４０３…入力装置、４０４…表示
装置、４０５…ＨＤ、４０６…ＦＤドライブ、４０７…
ワンチップコンピュータ用書き込み器、４０８…バスラ
イン。

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サウンド機構を備えた曲データ作成用パソ
   コンと、 前記曲データ作成用パソコン上で動作し、曲データを作
   成する曲データ作成プログラムと、 前記曲データ作成プログラムにより作成した曲データを
   格納する記憶手段と、 ワンチップコンピュータ用書き込み器を接続した書き込
   み用パソコンと、 前記書き込み器に接続した、サウンド機構を備えていな
   いワンチップコンピュータと、 前記書き込み用パソコン上で動作し、前記曲データを読
   み出して前記ワンチップコンピュータに書き込む曲デー
   タ書き込みプログラムとを備えたことを特徴とする情報
   処理学習用教材。
2. 【請求項２】サウンド機構を備えた曲データ作成用パソ
   コンと、 前記曲データ作成用パソコン上で、ワンチップコンピュ
   ータに格納して動作させることにより当該ワンチップコ
   ンピュータの出力端子にオン／オフを繰り返す信号を出
   力して音を発生させるような曲データを、生徒が情報処
   理学習のために作成することができるような曲データ作
   成プログラムと、 前記曲データ作成プログラムにより作成した曲データを
   格納する記憶手段と、 ワンチップコンピュータ用書き込み器を接続した書き込
   み用パソコンと、 前記書き込み器に接続した、サウンド機構を備えていな
   いワンチップコンピュータと、 前記書き込み用パソコン上で動作し、前記曲データを読
   み出して前記ワンチップコンピュータに書き込む曲デー
   タ書き込みプログラムとを備えたことを特徴とする情報
   処理学習用教材。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の情報処理学習用
   教材において、 前記曲データ作成用コンピュータと前記書き込み用コン
   ピュータは、１台のコンピュータを兼用したものである
   ことを特徴とする情報処理学習用教材。
4. 【請求項４】請求項１または２に記載の情報処理学習用
   教材において、 前記曲データを書き込んだワンチップコンピュータを接
   続することにより目覚まし時計を構成することを特徴と
   する情報処理学習用教材。
5. 【請求項５】請求項１または２に記載の情報処理学習用
   教材において、 前記曲データを書き込んだワンチップコンピュータを接
   続することにより各種報知器を構成することを特徴とす
   る情報処理学習用教材。