MIRS2000 Specification

沼津高専電子制御工学科

MIRS0005Electronics詳細設計書
MIRS0005-ELEC-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

2001.6.1

大石
杉村
野島

金武

初版

A02

2001.6.29

野島

金武

ソフトウエァビジビリティを追加
消費電力を訂正
目次のリンクを追加

A03

2001.7.10

大石

金武

製造仕様書一覧の改定・リンク
インターフェイス　FPGAボード　――　ドータボード変更
赤外線センサモジュールを追加

A04

2001.8.23

杉村

大石

ロータリーエンコーダ制御モジュール、赤外線センサ制御モジュールのソフトウェアビジビリティの変更

A05

2001.8.24

杉村

大石

赤外線センサ制御モジュール,ロータリーエンコーダ制御モジュールのソフトウェアビジビリティの変更、FPGA内部回路ブロック図の手直し

A06

2001.11.09

杉村

大石

ソフトウェアビジビリティの変更

A07

2001.11.14

大石

杉村

ドータボード外形図の改訂

A08

2001.11.16

大石

杉村

インターフェイス　FPGAボード－ドータボードを変更

目次

はじめに
概要
構成
1. 概略ブロック図
2. 電源系統図
機能性能
インターフェース
各部の詳細
消費電力
参考資料

１．はじめに

本ドキュメントは、MIRS0005エレクトロニクス部の各回路基板の製造仕様書の作成に必要な事項を述べる。

２．概要

MIRS0005のエレクトロニクス部は、主としてAT互換シングルボードコンピュータとISAバスに接続されるIOボードおよびセンサ回路からなる。そのIO制御のための回路はそのほとんどがIOボード上のFPGAで実現され、FPGAボードの回路情報及び、ATLMIRSで使用する全ソフトウェアは全てフラッシュディスクに保存する。またセンサ機能として７個のタッチセンサ、５個の赤外線センサ、４個の超音波センサ、２個のロータリーエンコーダを有する。

３．構成

概略ブロック図
図1に概略ブロック図を示す。
図１．概略ブロック図
電源系統図
図３に電源系統図を示す。
※注　なおFPGAボードとドーターボード以外は標準MIRSから流用するので新たに設計する必要はない。図２．電源系統図

４．機能性能

標準MIRS基板
標準MIRS基板の仕様についてはMIRSデータベース（DBMD）を参照のこと。
※注なおFPGAボードとドーターボード以外は標準MIRSから流用するので新たに設計する必要はない。
FPGAボード
ATL MIRSの回路構成における大きな特徴は、その入出力機能の制御を全てをI/O制御ボードで行っていることである。従来のMIRSでは入出力機能の制御を複数のボードに分けて行ってきたが、MIRS0005ではFPGAの使用による回路の小型化を実現したため、FPGAボードと補助ボードであるドーターボードを組み合わせた１つのI/O制御ボードによって全てのMIRS固有の入出力機能の制御を行えるようになっている。
FPGAボードは以下の機能を有する。
- タッチセンサ信号（７）の処理
- 赤外線センサ信号（５）の処理
- パワーオン信号の処理
- 超音波センサ信号の処理（RT)
- ロータリエンコーダ信号の処理　
- 液晶ディスプレイ信号の処理　
- モータパワー制御信号の処理　
- ハードウェア割り込み信号
- 入出力信号の制御
ドータボード
ドータボードはFPGAの補助ボードであり、以下の機能を有する。
- FPGAボードにつながる各基盤に電源（5V、GND）を供給する。
- 液晶ディスプレイボードのコントラストアドジャストを行う。
- FPGAボードから送られてくるMPC信号を用いて、MPCボードのフォトカプラを動作させる。
- PDボードから送られてくる駆動系電源ON信号からパワーオン信号を作ってFPGAボードに出力する。　　　　　
- 超音波センサをFPGAボードの超音波センサ信号処理モジュールに接続する。

５．インターフェース

バックプレーン
５スロットのISAラックに搭載される。各ボードは下記のようにISAラックへ搭載する。

ISAラック
スロット番号搭載基板

1 空き

2 CPUボード

3 空き

4 FPGAボード

5 空き

FPGAボード　――　液晶ディスプレイボード
●コネクタ名称：FPGA_LCD_CN（26pinピンヘッダ型コネクタオス）

FPGA_LCD_CN（液晶ディスプレイボードへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考		ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V		14	DB7	INOUT	データビット7
2	GND	-	GND		15	-	-	未使用
3	Vee	-	コントラストADJ		16	-	-	未使用
4	RS	OUT	レジスタセレクト		17	-	-	未使用
5	R/W	OUT	READ/WRITE		18	-	-	未使用
6	E	OUT	Enable信号		19	-	-	未使用
7	DB0	INOUT	データビット0		20	-	-	未使用
8	DB0	INOUT	データビット1		20	-	-	未使用
9	DB0	INOUT	データビット2		20	-	-	未使用
10	DB0	INOUT	データビット3		20	-	-	未使用
11	DB0	INOUT	データビット4		20	-	-	未使用
12	DB0	INOUT	データビット5		20	-	-	未使用
13	DB0	INOUT	データビット6		20	-	-	未使用

●コネクタ名称：LCD（LCDコネクタ）

LCD（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
+5V

2
GND
-
GND

3
Vee
-
コントラストADJ

4
RS
IN
レジスタセレクト

5
R/W
IN
READ/WRITE

6
E
IN
Enable信号

7
DB0
INOUT
データビット0

8
DB1
INOUT
データビット1

9
DB2
INOUT
データビット2

10
DB3
INOUT
データビット3

11
DB4
INOUT
データビット4

12
DB5
INOUT
データビット5

13
DB6
INOUT
データビット6

14
DB7
INOUT
データビット7

～～接続方法～～

26芯フラットケーブルの片側に26pin ピンヘッダ型コネクタ(メス）を圧着しFPGA_CN4に挿入する。
もう片側はケーブルを切断して14芯に変えてから14pin ピンヘッダ型コネクタ（メス）を圧着しLCD_CNに挿入する。

FPGA_LCD_CN と LCD_CNのピン対応

FPGA_LCD_CN					LCD_CN			FPGA_LCD_CN					LCD_CN
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名		ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vcc		<->		1	Vcc		14	DB7		<->		14	DB7
2	GND		<->		2	GND		15	-		<->
3	Vee		<->		3	Vee		16	-		<->
4	RS		<->		4	RS		17	-		<->
5	R/W		<->		5	R/W		18	-		<->
6	E		<->		6	E		19	-		<->
7	DB0		<->		7	DB0		20	-		<->
8	DB1		<->		8	DB1		21	-		<->
9	DB2		<->		9	DB2		22	-		<->
10	DB3		<->		10	DB3		23	-		<->
11	DB4		<->		11	DB4		24	-		<->
12	DB5		<->		12	DB5		25	-		<->
13	DB6		<->		13	DB6		26	-		<->

FPGAボード　――　ドータボード
●コネクタ名称：FPGA_JP1A（20pinジャンパコネクタメス）

FPGA_JP1A（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
IRS2
IN
赤外線センサ信号 2
11
TS2
IN
タッチセンサ信号 2

2
IRS3
IN
赤外線センサ信号 3
12
TS1
IN
タッチセンサ信号 1

3
IRS4
IN
赤外線センサ信号 4
13
TS5
IN
タッチセンサ信号 5

4
IRS5
IN
赤外線センサ信号 5
14
TS4
IN
タッチセンサ信号 4

5
UTIM
OUT
超音波センサ受信タイミング信号
15
TS6
IN
タッチセンサ信号 6

6
UT2
OUT
超音波センサ送信信号 2
16
TS7
IN
タッチセンサ信号 7

7
UR2
IN
超音波センサ受信信号 2
17
R_DIR
OUT
MPC 右方向信号・オープンコレクタ出力

8
UT1
OUT
超音波センサ送信信号 1
18
R_PWM
OUT
MPC 右PWM信号・オープンコレクタ出力

9
UR1
IN
超音波センサ受信信号 1
19
L_DIR
OUT
MPC 左方向信号・オープンコレクタ出力

10
TS3
IN
タッチセンサ信号 3
20
L_PWM
OUT
MPC 左PWM信号・オープンコレクタ出力

●コネクタ名称：DB_JP1A（(20pin ジャンパコネクタオス)

DB_JP1A（FPGAボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
IRS2
OUT
赤外線センサ信号 2
11
TS2
OUT
タッチセンサ信号 2

2
IRS3
OUT
赤外線センサ信号 3
12
TS1
OUT
タッチセンサ信号 1

3
IRS4
OUT
赤外線センサ信号 4
13
TS5
OUT
タッチセンサ信号 5

4
IRS5
OUT
赤外線センサ信号 5
14
TS4
OUT
タッチセンサ信号 4

5
UTIM
IN
超音波センサ受信タイミング信号
15
TS6
OUT
タッチセンサ信号 6

6
UT2
IN
超音波センサ送信信号 2
16
TS7
OUT
タッチセンサ信号 7

7
UR2
OUT
超音波センサ受信信号 2
17
R_DIR
IN
MPC 右方向信号

8
UT1
IN
超音波センサ送信信号 1
18
R_PWM
IN
MPC 右PWM信号

9
UR1
OUT
超音波センサ受信信号 1
19
L_DIR
IN
MPC 左方向信号

10
TS3
OUT
タッチセンサ信号 3
20
L_PWM
IN
MPC 左PWM信号

●コネクタ名称：FPGA_JP1B（20pinジャンパコネクタメス）

FPGA_JP1B（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
PO
IN
パワーオン信号
11
-
-
未使用

2
IRS1
IN
赤外線センサ信号 1
12
-
-
未使用

3
-
-
未使用
13
-
-
未使用

4
-
-
未使用
14
-
-
未使用

5
-
-
未使用
15
Vcc
-
5V

6
-
-
未使用
16
Vcc
-
5V

7
-
-
未使用
17
Vcc
-
5V

8
-
-
未使用
18
Vcc
-
5V

9
-
-
未使用
19
Vcc
-
5V

10
-
-
未使用
20
Vcc
-
5V

●コネクタ名称：DB_JP1B（20pin ジャンパコネクタオス）

DB_JP1B（FPGAボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
PO
OUT
パワーオン信号
11
-
-
未使用

2
IRS1
OUT
赤外線センサ信号 1
12
-
-
未使用

3
-
-
未使用
13
-
-
未使用

4
-
-
未使用
14
-
-
未使用

5
-
-
未使用
15
Vcc
-
5V

6
-
-
未使用
16
Vcc
-
5V

7
-
-
未使用
17
Vcc
-
5V

8
-
-
未使用
18
Vcc
-
5V

9
-
-
未使用
19
Vcc
-
5V

10
-
-
未使用
20
Vcc
-
5V

●コネクタ名称：FPGA_JP1C（20pinジャンパコネクタメス）

FPGA_JP1C（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
CH_A1
IN
チャンネルA層信号 1
11
R/W
OUT
LCD リード・ライト

2
CH_B1
IN
チャンネルB層信号 1
12
E
OUT
LCD イネーブル

3
CH_A2
IN
チャンネルA層信号 2
13
DB0
INOUT
LCD データ 0

4
CH_B2
IN
チャンネルB層信号 2
14
DB1
INOUT
LCD データ 1

5
UT4
OUT
超音波センサ送信信号 4
15
DB2
INOUT
LCD データ 2

6
UR4
IN
超音波センサ受信信号 4
16
DB3
INOUT
LCD データ 3

7
UT3
OUT
超音波センサ送信信号 3
17
DB4
INOUT
LCD データ 4

8
UR3
IN
超音波センサ受信信号 3
18
DB5
INOUT
LCD データ 5

9
-
-
未使用
19
DB6
INOUT
LCD データ 6

10
RS
OUT
LCD レジスタセレクト
20
DB7
INOUT
LCD データ 7

●コネクタ名称：DB_JP1C（20pinジャンパコネクタ）

DB_JP1C（FPGAボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
CH_A1
OUT
チャンネルA層信号 1
11
R/W
IN
LCD リード・ライト

2
CH_B1
OUT
チャンネルB層信号 1
12
E
IN
LCD イネーブル

3
CH_A2
OUT
チャンネルA層信号 2
13
DB0
INOUT
LCD データ 0

4
CH_B2
OUT
チャンネルB層信号 2
14
DB1
INOUT
LCD データ 1

5
UT4
IN
超音波センサ送信信号 4
15
DB2
INOUT
LCD データ 2

6
UR4
OUT
超音波センサ受信信号 4
16
DB3
INOUT
LCD データ 3

7
UT3
IN
超音波センサ送信信号 3
17
DB4
INOUT
LCD データ 4

8
UR3
OUT
超音波センサ受信信号 3
18
DB5
INOUT
LCD データ 5

9
-
-
未使用
19
DB6
INOUT
LCD データ 6

10
RS
IN
LCD レジスタセレクト
20
DB7
INOUT
LCD データ 7

●コネクタ名称：FPGA_JP2A（26pinジャンパコネクタ）

FPGA_JP2A（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
5V
14
DB7
INOUT
LCD データ 7

2
GND
-
GND
15
-
-
未使用

3
Vo
-
LCD コントラストアドジャスト
16
-
-
未使用

4
RS
IN
LCD レジスタセレクト
17
-
-
未使用

5
R/W
IN
LCD リード・ライト
18
-
-
未使用

6
E
IN
LCD イネーブル
19
-
-
未使用

7
DB0
INOUT
LCD データ 0
20
-
-
未使用

8
DB1
INOUT
LCD データ 1
21
-
-
未使用

9
DB2
INOUT
LCD データ 2
22
-
-
未使用

10
DB3
INOUT
LCD データ 3
23
-
-
未使用

11
DB4
INOUT
LCD データ 4
24
-
-
未使用

12
DB5
INOUT
LCD データ 5
25
-
-
未使用

13
DB6
INOUT
LCD データ 6
26
-
-
未使用

●コネクタ名称：DB_JP2A（14pinジャンパコネクタ）

DB_JP2A（FPGAボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
5V
8
DB1
INOUT
LCD データ 1

2
GND
-
GND
9
DB2
INOUT
LCD データ 2

3
Vo
-
LCD コントラストアドジャスト
10
DB3
INOUT
LCD データ 3

4
RS
OUT
LCD レジスタセレクト
11
DB4
INOUT
LCD データ 4

5
R/W
OUT
LCD リード・ライト
12
DB5
INOUT
LCD データ 5

6
E
OUT
LCD イネーブル
13
DB6
INOUT
LCD データ 6

7
DB0
INOUT
LCD データ 0
14
DB7
INOUT
LCD データ 7

●コネクタ名称：FPGA_JP2B（26pinジャンパコネクタメス）

FPGA_JP2B（ドータボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
GND
-
GND
14
GND
-
GND

2
GND
-
GND
15
GND
-
GND

3
GND
-
GND
16
GND
-
GND

4
GND
-
GND
17
GND
-
GND

5
GND
-
GND
18
GND
-
GND

6
GND
-
GND
19
GND
-
GND

7
GND
-
GND
20
GND
-
GND

8
GND
-
GND
21
GND
-
GND

9
GND
-
GND
22
GND
-
GND

10
GND
-
GND
23
GND
-
GND

11
GND
-
GND
24
GND
-
GND

12
GND
-
GND
25
GND
-
GND

13
GND
-
GND
26
GND
-
GND

●コネクタ名称：DB_JP2B（14pinジャンパコネクタ）

DB_JP2B（FPGAボードへ）

ピン.No
信号名
I/O
備考
ピン.No
信号名
I/O
備考

1
GND
-
GND
8
GND
-
GND

2
GND
-
GND
9
GND
-
GND

3
GND
-
GND
10
GND
-
GND

4
GND
-
GND
11
GND
-
GND

5
GND
-
GND
12
GND
-
GND

6
GND
-
GND
13
GND
-
GND

7
GND
-
GND
14
GND
-
GND

～～接続方法～～

ドーターボードはFPGAボードの亀の子基盤となっているので、各ボードのコネクタが下表の対応関係になるようにドーターボードをFPGAボードに挿しこむ。各コネクタの対応は下記のようになる。

FPGAボード				ドーターボード
DB_JP1A		<->		FPGA_JP1A
DB_JP1B		<->		FPGA_JP1B
DB_JP1C		<->		FPGA_JP1C
DB_JP2A		<->		FPGA_JP2A
DB_JP2B		<->		FPGA_JP2B

ドータボード　――　ロータリエンコーダ ●コネクタ名称：DB_RE_CN 1,2（MOLEX5045-04A）

DB_RE_CN 1,2（ロータリエンコーダへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	CH_B	IN	チャンネルB層の信号
2	Vcc	-	+5V
3	CH_A	IN	チャンネルA層の信号
4	GND	-	GND

●コネクタ名称：RE_CN 1,2（ロータリエンコーダコネクタ）

RE_CN 1,2（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 CH_B OUT チャンネルB層の信号

2 Vcc - +5V

3 CH_A OUT チャンネルA層の信号

4 GND - GND

～～接続方法～～

4芯フラットケーブルの両端を1本ずつ裂き、片側はそれぞれにMOLEX 5051用ターミナルを圧着してからMOLEX 5051-5ハウジングに挿入し、それぞれDB_RE_CN(N) に挿入する。
もう片側はロータリエンコーダ付属ケーブルと接続し、接続部の絶縁処理を行う。（N=1 to 2）

DB_RE_CN(N) と RE_CN(N) のピン対応

DB_RE_CN(1)					RE_CN(1)
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	CH_B		<->		1	CH_B
2	Vcc		<->		2	Vcc
3	CH_A		<->		3	CH_B
4	GND		<->		4	GND
DB_RE_CN(2)					RE_CN(2)
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	CH_B		<->		1	CH_B
2	Vcc		<->		2	Vcc
3	CH_A		<->		3	CH_B
4	GND		<->		4	GND

ドータボード　――　タッチセンサ ●コネクタ名称：DB_TS_CN 1,2,3,4,5,6,7（MOLEX5045-03A）

DB_TS_CN 1,2,3,4,5,6,7（タッチセンサへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	GND	-	GND
2	TSON	IN	タッチセンサON信号
3	TSOF	IN	タッチセンサOFF信号

●コネクタ名称：TS_CN 1,2,3,4,5,6,7（omronSS-5GL）

TS_CN 1,2,3,4,5,6,7（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 GND - GND

2 TSON OUT タッチセンサON信号

3 TSOF OUT タッチセンサOFF信号

～～接続方法～～

3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてから片側に5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入し、DB_TS_CN(N)に挿入する。
もう片側は絶縁ビニルを剥いてからタッチセンサにはんだ付けする。（N=1 to 7）

DB_TS_CN(N) と TS_CN(N) のピン対応

DB_TS_CN(1)

TS_CN (1)

DB_TS_CN(4)

TS_CN (4)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

GND

<->

1

GND

1

GND

<->

1

GND

2

TSON

<->

2

TSON

2

TSON

<->

2

TSON

3

TSOF

<->

3

TSOF

3

TSOF

<->

3

TSOF

DB_TS_CN(2)

TS_CN (2)

DB_TS_CN(5)

TS_CN (5)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

GND

<->

1

GND

1

GND

<->

1

GND

2

TSON

<->

2

TSON

2

TSON

<->

2

TSON

3

TSOF

<->

3

TSOF

3

TSOF

<->

3

TSOF

DB_TS_CN(3)

TS_CN (3)

DB_TS_CN(6)

TS_CN (6)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

GND

<->

1

GND

1

GND

<->

1

GND

2

TSON

<->

2

TSON

2

TSON

<->

2

TSON

3

TSOF

<->

3

TSOF

3

TSOF

<->

3

TSOF

DB_TS_CN(7)

TS_CN(7)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

GND

<->

1

GND

2

TSON

<->

2

TSON

3

TSOF

<->

3

TSOF

ドータボード　――　超音波センサボード ●コネクタ名称：DB_USS_CN 1,2,3,4（MOLEX5045-05A）

DB_USS_CN 1,2,3,4（超音波センサボードへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	U0	OUT	送信信号
3	U1	IN	受信信号
4	UTIM	OUT	受信タイミング
5	GND	-	GND

●コネクタ名称：USS_DB_CN 1,2,3,4（MOLEX5045-05A）

USS_DB_CN 1,2,3,4（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vcc - +5V

2 U0 IN 送信信号

3 U1 OUT 受信信号

4 UTIM IN 受信タイミング

5 GND - GND

～～接続方法～～

5芯フラットケーブルを用意し、両端をそれぞれ1本ずつにわける。
次に両側の絶縁ビニルを剥き、MOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、それぞれをDB_USS_CN(N) とUSS_DB_CN(N)に挿入する。（N= 1 to 4）

DB_USS_CN(N) と USS_DB_CN(N) のピン対応

DB_USS_CN(1)

USS_DB_CN(1)

DB_USS_CN(3)

USS_DB_CN(3)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

Vcc

<->

1

Vcc

1

Vcc

<->

1

Vcc

2

U0

<->

2

U0

2

U0

<->

2

U0

3

U1

<->

3

U1

3

U1

<->

3

U1

4

UTIM

<->

4

UTIM

4

UTIM

<->

4

UTIM

5

GND

<->

5

GND

5

GND

<->

5

GND

DB_USS_CN(2)

USS_DB_CN(2)

DB_USS_CN(4)

USS_DB_CN(4)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

Vcc

<->

1

Vcc

1

Vcc

<->

1

Vcc

2

U0

<->

2

U0

2

U0

<->

2

U0

3

U1

<->

3

U1

3

U1

<->

3

U1

4

UTIM

<->

4

UTIM

4

UTIM

<->

4

UTIM

5

GND

<->

5

GND

5

GND

<->

5

GND

ドータボード　――　赤外線センサボード ●コネクタ名称：DB_IRS_CN 1,2,3,4,5（MOLEX5045-03A）

DB_IRS_CN 1,2,3,4,5（赤外線センサボードへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vo	IN	赤外線受光信号
2	GND	-	GND
3	Vcc	-	+5V

●コネクタ名称：IRS_DB_CN 1,2,3,4,5（MOLEX5045-03A）

IRS_DB_CN 1,2,3,4,5（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vo OUT 赤外線受光信号

2 GND - GND

3 Vcc - +5V

～～接続方法～～

3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてからそれぞれに5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入する。
それからそれぞれをDB_IRS_CN(N)とIRS_DB_CN(N)に挿入する。（N=1 to 5）

DB_IRS_CN(N) と IRS_DB_CN(N) のピン対応

DB_IRS_CN(1)

IRS_DB_CN(1)

DB_IRS_CN(4)

IRS_DB_CN(4)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

Vo

<->

1

Vo

1

Vo

<->

1

Vo

2

GND

<->

2

GND

2

GND

<->

2

GND

3

Vcc

<->

3

Vcc

3

Vcc

<->

3

Vcc

DB_IRS_CN(2)

IRS_DB_CN(2)

DB_IRS_CN(5)

IRS_DB_CN(5)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

Vo

<->

1

Vo

1

Vo

<->

1

Vo

2

GND

<->

2

GND

2

GND

<->

2

GND

3

Vcc

<->

3

Vcc

3

Vcc

<->

3

Vcc

DB_IRS_CN(3)

IRS_DB_CN(3)

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

1

Vo

<->

1

Vo

2

GND

<->

2

GND

3

Vcc

<->

3

Vcc

ドータボード　――　モーターパワー制御ボード ●コネクタ名称：DB_MPC_CN(MOLEX5045-05A）

DB_MPC_CN（モータパワー制御ボードへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	R_DIR	INOUT	右方向信号
3	R_PWM	INOUT	右PWM信号
4	L_DIR	INOUT	左方向信号
5	L_PWM	INOUT	左PWM信号

●コネクタ名称：MPC_DB_CN（MOLEX5046-05A）

MPC_DB_CN（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vcc - +5V

2 R_DIR INOUT 右方向信号

3 R_PWM INOUT 右PWM信号

4 L_DIR INOUT 左方向信号

5 L_PWM INOUT 左PWM信号

～～接続方法～～

5芯フラットケーブルを用意し、両端をそれぞれ1本ずつにわける。
次に両側の絶縁ビニルを剥き、MOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、それぞれをDB_MPC_CNとMPC_DB_CNに挿入する。

DB_MPC_CN と MPC_DB_CN のピン対応

DB_MPC_CN					MPC_DB_CN
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vcc		<->		1	Vcc
2	R_DIR		<->		2	R_DIR
3	R_PWM		<->		3	R_PWM
4	L_DIR		<->		4	L_DIR
5	L_PWM		<->		5	L_PWM

ドータボード ――　電源ボード ●コネクタ名称：DB_PD_CN（MOLEX5045-03A）

DB_PD_CN（電源ボードへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	-	-	未使用
2	Vsig	-	駆動系電源ON信号
3	GND	-	GND

●コネクタ名称：PD_DB_CN（MOLEX5046-03A）

PD_DB_CN（ドータボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 - - 未使用

2 Vsig - 駆動電源ON信号

3 GND - GND

～～接続方法～～

3芯のフラットケーブルの両端を1本ずつ裂いてからそれぞれに5051用ターミナルを圧着してMOLEX 5051ハウジングに挿入する。
それからそれぞれをDB_PD_CNとPD_DB_CNに挿入する。

DB_PD_CN と PD_DB_CN のピン対応

DB_PD_CN					PD_DB_CN
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	-		<->		1	-
2	Vsig		<->		2	Vsig
3	GND		<->		3	GND

電源ボード　――　バックプレーン ●コネクタ名称：PD_BP_CN

PD_BP_CN（バックプレーンへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vcc	-	+5V
2	-5V	-	未使用
3	-12V	-	未使用
4	+12V	-	未使用
5	GND	-	GND

●コネクタ名称：BP_PD_CN（MOLEX53259-0220）

BP_PD_CN（電源ボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vcc - +5V

2 GND - GND

～～接続方法～～

電源ケーブルの片側は電源用ターミナルを圧着してからBP_PD_CNにねじとワッシャを用いて取りつけ、もう片側はMOLEX 51067用ターミナルを圧着してからMOLEX 51067-0220ハウジングに挿入し、PD_BP_CNに挿入する。
電源ボード側の2,3,4ピンはそのままつながないでおく。

PD_BP_CN とBP_PD_CN のピン対応

PD_BP_CN					BP_PD_CN
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vcc		<->		1	Vcc
2	-5V		<->
3	-12V		<->
4	+12V		<->
5	GND		<->		2	GND

モーターパワー制御ボード　――　電源ボード ●コネクタ名称：MPC_PD_CN（MOLEX 53259-0220）

MPC_PD_CN（電源ボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vin - モータ用+7.2V電源

2 GND - ＧＮＤ

●コネクタ名称：PD_MPC_CN（MOLEX 53259-0220）

PD_MPC_CN（モータパワー制御ボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vin - モータ用+7.2V電源

2 GND - ＧＮＤ

～～接続方法～～
電源ケーブルの両端にMOLEX 51067用ターミナルを圧着してからMOLEX 51067-0220ハウジングに挿入し、MPC_PD_CNとPD_MPC_CNに挿入する。

MPC_PD_CN と PD_MPC_CN のピン対応

MPC_PD_CN PD_MPC_CN

ピン.No
信号名
ピン.No
信号名

1
Vin
<-> 1
Vin

2
GND
<-> 2 GND

電源ボード　――　バッテリ ●コネクタ名称：PD_BA_CN　1,2（MOLEX 53259-0220）

PD_BA_CN 1,2（バッテリへ）

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vin	-	+7.2
2	GND	-	GND

●コネクタ名称：バッテリコネクタ1,2

バッテリコネクタ1,2（電源ボードへ）

ピン.No	信号名	I/O	備考
1	Vin	-	+7.2
2	GND	-	GND

～～接続方法～～

電源ケーブルの片側は、バッテリコネクタ1,2のターミナルを圧着してバッテリコネクタハウジングに入れる。
もう片側はMOLEX 51067用ターミナルを圧着してからMOLEX 51067-0220ハウジングに挿入し、PD_BA_CN 1,2に挿入する。

PD_BA_CN 1,2 とバッテリコネクタ 1,2のピン対応

PD_BA_CN 1					バッテリコネクタ 1
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vin		<->		1	Vin
2	GND		<->		2	GND
PD_BA_CN 2					バッテリコネクタ 2
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vin		<->		1	Vin
2	GND		<->		2	GND

モーターパワー制御ボード　――　モータ ●コネクタ名称：MPC_M_CN 1,2（MOLEX 53259-0220）

MPC_M_CN 1,2（モータへ）

ピンNo.	信号名	I/O	備考
1	Vo1	-	正極
2	Vo2	-	負極

●コネクタ名称：M 1,2（MAXONモータの端子）
M_C 1,2（モータパワー制御ボードへ）

ピンNo. 信号名 I/O 備考

1 Vo1 - 正極

2 Vo2 - 負極

～～接続方法～～

電源ケーブルの片側にMOLEX 53259用ターミナルを圧着してからMOLEX 53259-0220ハウジングに挿入し、MPC_M_CN 1,2に挿入。
もう片方は絶縁ビニルを剥きモータの端子にはんだ付けする。

MPC_M_CN 1,2と M_CN 1,2 のピン対応

MPC_M_CN 1					M_CN 1
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vo1		<->		1	Vo1
2	Vo2		<->		2	Vo2
MPC_M_CN 2					M_CN 2
ピン.No	信号名				ピン.No	信号名
1	Vo1		<->		1	Vo1
2	Vo2		<->		2	Vo2

※間違いを防ぐため、すべてのVinに赤、GNDに黒のケーブルを使用する。

６．各部の詳細

標準MIRS基板
MIRSデータベースDBMDを参照。

FPGA回路ブロック
図３．FPGA内部回路ブロック図
１、アドレスデコーダ
　: 16bitのアドレスデータからモジュールセレクタ信号を作り出し、AEN信号に合わせて各モジュールに出力する。また、各モジュールが16bitのデータ入出力を行えるように IOCS16 信号を制御する。
２、液晶ディスプレイ制御モジュール
　: CPUから送られてくる8bitの液晶ディスプレイボード制御信号の出力制御を行う。
３、モータパワー制御モジュール
　: CPUから送られてくる速度データをPWM変換し、同じくCPUから送られてくる方向データと共に出力する。
４、ロータリーエンコーダ制御モジュール
　: FPGAボード内に構築されるロータリーエンコーダカウント回路の制御信号の出力制御と16bitのロータリーエンコーダカウント値の入力制御を行う。
５、超音波センサ信号処理モジュール
　: CPUから超音波センサ選択信号を受けると、2bitの超音波センサ選択信号、超音波の送信信号となる幅0.4[ms]、周波数約40[kHz]のパルスと、回りこみ除去回路へのタイミングパルスである受信タイミング信号を出力する。又、超音波センサから受信信号を受けとると、割り込み信号を、割り込み信号のリセットを行うまでCPUへ出力し続ける。
６、タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュール
　: 7bitのタッチセンサ信号、1bitのパワーオン信号の8bitの信号を保持し、CPUに出力する。上記の2種類の信号に変化が生じた時に、新たに信号を保持、出力する。
７、赤外線センサ信号処理モジュール
　: 赤外線センサにポストからの信号入力が入った時、その信号を符号化し符号化された信号を12bitのパラレルデータとしてCPUに出力する。
８、ダミーモジュール
　：ISAバスの信号の内、ATLMIRS用の各モジュールで使用しない信号をハイインピーダンスにする。

ブロック間のインターフェイス仕様
ソフトウェアビジビリティ

液晶ディスプレイ制御モジュール
Table.7_d_1_1 液晶ディスプレイ制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0100H

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

0

0

0

0

0

1

W

表示画面をクリア後、アドレスカウンタにDD RAMの0番地をセットする。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

0

0

0

0

1

*

W

アドレスカウンタにDD RAMの0番地をセットする。
シフトしていた表示も元に戻るが、この時DD RAMの内容は変化しない。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

0

0

0

1

I/D

S

W

データ書き込みおよびデータ読み出し時にカーソルの進む方向、
表示をシフトするかどうかの設定を行う。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

0

0

1

D

C

B

W

全表示のON/OFF（D)、カーソルのON/OFF（C)、
カーソル位置の文字のブリンク（B)をセットする。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

0

1

S/C

R/L

*

*

W

DD RAMの内容を変えずカーソルの移動、表示のシフト動作を行う。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

0

1

DL

N

F

*

*

W

インターフェース長(DL)、表示桁数(N)、文字フォント(F)を設定する。

*

*

*

*

*

*

*

*

0

1

Acc

W

CG RAMのアドレスをセットする。この後送受するのはDD RAMのデータ。

*

*

*

*

*

*

*

*

1

Add

W

DD RAMのアドレスをセットする。この後送受するのはDD RAMのデータ。

*

*

*

*

*

*

*

*

BF

AC

R

内部動作中を示すビジーフラグ(BF)およびアドレスカウンタの内容を読み出す。

0102H

*

*

*

*

*

*

*

*

Write Data

W

DD RAMまたはCG RAMにデータを書き込む。

*

*

*

*

*

*

*

*

Read Data

R

DD RAMまたはCG RAMにデータを読み出す。

* I/D	・・・	'1' : インクリメント		'0' : デクリメント		* S	・・・	'1' : 表示のシフトを行う		'0' : 表示のシフトを行わない
* S/C	・・・	'1' : 表示のシフト		'0' : カーソルの移動		* R/L	・・・	'1' : 右シフト
* DL	・・・	'1' : 8bit		'0' : 4bit		* N	・・・	'1' : 2行目		'0' : 1行目
* F	・・・	'1' : 5 x 10ドット		'0' : 5 x 7ドット		* BF	・・・	'1' : 内部動作中		'0' : インストラクション受付可
* DD RAM	・・・	表示データRAM				* CG RAM	・・・	キャラクタジェネレータRAM
* Acc	・・・	CG RAMのアドレス				* Add	・・・	DD RAMのアドレス、カーソル番地に対応する
* AC	・・・	DD RAM、CG RAMの両方に用いるアドレスカウンタ
* Writeデータ , Readデータ・・・以下の文字コード表を参照

Table.7_d_1_2 文字コード表

モータパワー制御モジュール
Table.7_d_2 モータパワー制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0110H

*

*

*

*

*

*

*

*

L2⁶

L2⁵

L2⁴

L2³

L2²

L2¹

L2⁰

LD

W

方向データ、速度データから方向信号、PWM信号を生成する。

*

*

*

*

*

*

*

*

L2⁶

L2⁵

L2⁴

L2³

L2²

L2¹

L2⁰

LD

R

バッファの内容を送る。（ラッチされているか確認するため）

0112H

*

*

*

*

*

*

*

*

R2⁶

R2⁵

R2⁴

R2³

R2²

R2¹

R2⁰

RD

W

方向データ、速度データから方向信号、PWM信号を生成する。

*

*

*

*

*

*

*

*

R2⁶

R2⁵

R2⁴

R2³

R2²

R2¹

R2⁰

RD

R

バッファの内容を送る。（ラッチされているか確認するため）

* L2^X	・・・	左速度データ				* R2^X	・・・	右速度データ
* LD	・・・	'1' : 左タイヤ正転		'0' : 左タイヤ逆転		* RD	・・・	'1' : 右タイヤ正転		'0' : 右タイヤ逆転

ロータリーエンコーダ制御モジュール
Table.7_d_3 ロータリーエンコーダ制御モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0120H

X₁₅

X₁₄

X₁₃

X₁₂

X₁₁

X₁₀

X₉

X₈

X₇

X₆

X₅

X₄

X₃

X₂

X₁

X₀

R

ロータリーエンコーダ（左側）の出力信号を読みこむ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

RX

W

ロータリーエンコーダ（左側）のカウント値をリセットする。

0122H

Y₁₅

Y₁₄

Y₁₃

Y₁₂

Y₁₁

Y₁₀

Y₉

Y₈

Y₇

Y₆

Y₅

Y₄

Y₃

Y₂

Y₁

Y₀

R

ロータリーエンコーダ(右側)の出力信号を読みこむ

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

RY

W

ロータリーエンコーダ（右側）のカウント値をリセットする。

* X_i(i=0,1,…15)	・・・	ロータリーエンコーダ（左側）出力信号		* Y_i(i=0,1,…15)	・・・	ロータリーエンコーダ（右側）出力信号
* RX	・・・	ロータリーエンコーダ（左側）カウント値リセット信号		* RY	・・・	ロータリーエンコーダ（右側）カウント値リセット信号

超音波センサ信号処理モジュール
超音波センサ信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

0130H

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

2¹

2⁰

W

D₁,D₀で選択したセンサに40μsecの間送信信号を送信する。

0132H

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

M

R

W

超音波センサモジュールの割り込み信号（IRQ3）のマスク、アンマスク、リセットを行う。

* M ・・・ '1' : 割り込み信号のマスク '0' : 割り込み信号のアンマスク * R ・・・ '1' : 割り込み信号のリセット

タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュール
タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ
　　

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

140H

'0'

'0'

'0'

'0'

'0'

'0'

'0'

'0'

TS7

TS6

TS5

TS4

TS3

TS2

TS1

PO

R

POはパワーオン信号、
TS*はタッチセンサの状態をそれぞれ示す。

* PO , TS*　

・・・

'1' : ON

'0' : OFF

赤外線センサ信号処理モジュール
赤外線センサ信号処理モジュールのソフトウェアビジビリティ
　　

アドレス

D₁₅

D₁₄

D₁₃

D₁₂

D₁₁

D₁₀

D₉

D₈

D₇

D₆

D₅

D₄

D₃

D₂

D₁

D₀

R/W

機能説明

150H

IRS

FL

NM2

NM1

NM0

CP11

CP10

CP9

CP8

CP7

CP6

CP5

CP4

CP3

CP2

CP1

CP0

R

IRSの状態を示す。
CP*は各ポストの赤外線信号を示す。
又、NM*は入ってきた信号のセンサの番号を示す。
FLは信号の新旧を示すものであり、'1'ならば読まれていないデータである。

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

2²

2¹

2⁰

W

D₂,D₁,D₀で選択したセンサからのデータを読み込む。

*IRS　

・・・

'1' : ON

'0' : OFF

1. LCDコントラストアドジャスト

アドレスデコーダ

信号名	I/O	機能
SA 0 to 15	IN	16bit アドレスバス
AEN	IN	アドレス開放
IOCS16	OUT	16bit I/Oサイクルに 1 ウェイトで応答
ADD_LCD	OUT	LCD_Mセレクタ信号
ADD_MPC	OUT	MPC_Mセレクタ信号
ADD_RE	OUT	RE_Mセレクタ信号
ADD_USS	OUT	USS_Mセレクタ信号
ADD_TIP	OUT	TIP_Mセレクタ信号

液晶ディスプレイ制御モジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	IN	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
RS	OUT	レジスタ・セレクト
R/W	OUT	リード・ライト
E	OUT	イネーブル信号
DB 0 to 7	INOUT	入出力データ

モータパワー制御モジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	IN	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
R_DIR	OUT	右方向信号。オープンコレクタ出力
R_PWM	OUT	右PWM信号。オープンコレクタ出力
L_DIR	OUT	左方向信号。オープンコレクタ出力
L_PWM	OUT	左PWM信号。オープンコレクタ出力

ロータリーエンコーダ制御モジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	IN	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
X_B	IN	ロータリーエンコーダ左側チャンネルB相信号
X_A	IN	ロータリーエンコーダ左側チャンネルA相信号
Y_B	IN	ロータリーエンコーダ右側チャンネルB相信号
Y_A	IN	ロータリーエンコーダ右側チャンネルA相信号
OUT_DATA15 to 0	OUT	ロータリーエンコーダ･カウントデータ

超音波センサ信号処理モジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	IN,OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
IRQ3	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
UT1 to 4	OUT	送信信号
UR1 to 4	IN	受信信号
UTIM	OUT	受信タイミング信号

タッチセンサ、パワーオン信号処理モジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	OUT	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
PO	IN	パワーオン信号
TS 1 to 7	IN	タッチセンサ信号

赤外線センサモジュール

信号名	I/O	機能
SD 0 to 15	IN	16bit データバス
IOR	IN	I/Oリード・ストローブ
IOW	IN	I/Oライト・ストローブ
RESET	IN	システム・リセット
CLK	IN	システム・クロック 8MHz デューティ50%
IRS 1 to 5	IN	赤外線センサ信号

ドータボード

外形
図４．ドータボード外形図
詳細ブロック図
図５．ドータボード詳細ブロック図
1. LCDコントラストアジャスト回路
  
  ボリウムを用いてLCDボードの液晶ディスプレイのコントラストアドジャストを行う。
  また、その他の信号を素通りさせることでFPGAボードのジャンパとしての機能を持つ。
2. パワーオン信号処理回路
  
  PDボードから送られてくる駆動系電源ON信号を用いてフォトカプラを動作させ、その出力信号をパワーオン信号としてFPGAボードに出力する。
3. 超音波センサ選択回路
  
  マルチプレクサの制御信号に超音波センサ選択信号を入れることにより、ATLMIRSの４つの超音波センサとFPGAボードの超音波センサ信号処理モジュールの接続制御を行う。
4. タッチセンサ入力チャタリング除去回路
  
  タッチセンサ（マイクロスイッチ）から入力されるスイッチ入力のチャタリング除去を行いタッチセンサ信号としてFPGAボードに出力する。
5. モーターパワーコントロール信号処理回路
  
  FPGAボードからオープンコレクタ出力として送られてくるMPC信号に抵抗を介すことで、MPCボードのフォトカプラを動作させる。
主用部品

MIRSDBMDより流用する
製造仕様書一覧

７．消費電力

CPUボード 3500(mA)
FD 65(mA)
ロータリーエンコーダ 6.5(mA)
モータ　最大連続電流1500(mA)
起動電流13400(mA)
無負荷電流53.9(mA)

回路系平均消費電流:3625.4(mA)
回路系最大消費電流:5071.5(mA)

回路系平均消費電力:18.1270(W)
回路系最大消費電力:25.3575(W)

参考資料