押しボタン式の信号機をつくってみました．出来てしまえばそんなに難しくはないですが，今までに作ったことのない課題だと，新しいプログラミングテクニックが必要なので，それはちょっと考えました．ちなみに，この記事の内容は情報系の大学１年生くらいの難しさがあります．
まず，押しボタン式の信号機は次のようなものとします．
- 信号機の状態は３つ，赤，青，青の点滅が循環している．
- 青，青の点滅は一定時間で次の状態に進む．
- 押しボタンの状態は２つ，押されていない，押されている．
- ボタンをタッチすることで，押されていないから押されているに変わる．
- ボタンが押されていて，赤の状態がスタートしてから一定時間以上経過した場合，信号機は青に，ボタンが押されていないに変わる．
今回，新しく必要だったテクニックは，「カウンターがいくつ以上のとき」という判定と，そのために必要なカウンターのリセットです．
ビスケットで作っているカウンターは桁上がりにも１ステップ必要であるため，たとえば１１００という表示が丁度１２ステップ後には起きません．この数の前の状態は，１０１１という数ですが，ここに１を足して，２回桁上がりがあって１１００になります．でもこのときにはすでに２ステップたっているので，画面上は１１０２ （本当は２のところは１が二つ重なっている）になっているはずです．
前回の信号機では「１１００だったら，カウンターを０にする」ではなくて「１１ーーだったら，１１ーーを引く」というメガネになっていたので，桁上がり中にカウントアップされていた数はそのままで，引き続き次の数を数えることができました．つまり１１０２だけど１１－－を引いて次は２から数えるということです．個別には多少のタイミングのずれはありますが，青，黄，赤のトータルでは周期がそろって動きます．
ところが今回は，いくつ以上という判定をしなければなりません．たとえば１０００以上という判定をしたかったとき，４桁目が１である，というのでは不十分で５桁目やもっと上の桁が１だけど４桁目は１じゃないという場合もあるのです．
そこで，判定したい数になったらそれ以上桁上がりはしない，というメガネを追加します．つまり，２ーーー（２は１が二つ重なっている）なら１－－－にする，として５桁目には進まないようにします．
もう一つはリセットです．１０００以上ということは，１０００から１１１１までのどこでリセットするかわかりませんから単純に１－－－を引くというのでは数が残ってしまいます．そこで強制的にすべての桁を０にするメガネが必要です．
具体的にみてみます．
カウンターは青用と赤用２つ用意します．青点滅も青用を使います．
これは青点滅．
青のときカウンターがここまで来たら，点滅に変わります．これは１－－－を引くという前回と同様の方式．
青点滅のときにここまで来たら，信号機を赤にして，それより下の桁をリセットします．下の桁は何桁くらい長くなるかわからないので多めに入れておきます．
各桁をリセットするメガネです．上から青の球が１つを消す．青の球が２つ重なっているのを消す．青の三角（青の球の生成器）を赤の三角（赤の球の生成器）に変える．最後に，何もないところではそのまま消えます．
これは押しボタンです．押されていないときにタッチすると押された状態になります．
これは，ボタンが押されていないときに，この桁で赤の球が２つ重なっていたら，１つにするというものです．ここでこの桁以上のカウントを止めています．青のカウンタの位置とは２つずれているので，青の４倍の時間になります．青が１，青点滅が１，赤が４以上です．
これは，ボタンが押された状態でこの桁に赤い球があれば，信号機を青にして，ボタンを押されていないにして，下の桁をリセットします．今これを書いていて気が付きましたが，この桁で赤い球が２つ重なる瞬間にタッチして押された状態になると，この桁に赤い球が一つ残ってしまうバグがありますね．それを修正するにはこの桁にも赤リセットの×を置く必要があります．
青のカウンターと同じ，赤リセットのメガネです．
最初にこのように配置してスタートします．
作品はここです．
車の信号も加えると，車側の黄色信号の状態も必要ですね．歩行者信号が赤で，ＸＸ以上のときに押されていたら，まず車信号が黄色になって，次に車信号が赤になると同時に，歩行者信号が青になります．これは一定時間でよいので，青カウンターをそのまま使えばよいでしょうね．
今回の例題は，特にタイミングをしっかりと考えなければならない難しいプログラムでしたが，感想としては論理ゲートを組み合わせて状態遷移機械を作っているようでした．
ビスケットが小学生のプログラミング教育だけではなく，情報系の大学生の学習ツールとしても十分使えるのではないでしょうか．逆に小学生のすごい子にはこういう英才教育もありかもしれません．