目次 |
- はじめに
この仕様書は、MIRS0104のFPGAボード内のFPGAチップに構成する超音波センサモジュールの取扱方法と機能詳細を記載したものである。 - 取扱い説明
- Maxplus2での回路情報の呼び出し方法
- ダウンロードファイル
uss.zip - 手順
- 圧縮ファイル uss.zip をダウンロードします。
- uss.zip を適当なフォルダで解凍します。
- maxplus2でグラフィックエディタを開きます。
- 解凍ファイルの中にある uss.sym をグラフィックエディタで部品として呼び出します。
- 圧縮ファイルの内容
uss.zip には以下のファイルが入っています。 - uss.gdf
- 回路全体の図面ファイル
- uss.acf
- 回路全体のコンフィギュレーションファイル（デバイスやピン情報などが入っている）
- uss.sym
- 回路全体のシンボルファイル
- trigger.gdf
- triggerの図面ファイル
- trigger.acf
- triggerのコンフィギュレーションファイル
- trigger.sym
- triggerのシンボルファイル
- encoder.vhd
- encoderのVHDLファイル
- encoder.acf
- encoderのコンフィギュレーションファイル
- ENCODER.sym
- encoderのシンボルファイル
- cont.acf
- contのコンフィギュレーションファイル
- CONT.sym
- contのシンボルファイル
- count.vhd
- countのVHDLファイル
- count.acf
- countのコンフィギュレーションファイル
- COUNT.sym
- countのシンボルファイル
- conuter.vhd
- counterのVHDLファイル
- conuter.acf
- counterのコンフィギュレーションファイル
- COUNTER.sym
- counterのシンボルファイル
- ダウンロードファイル
- 機能説明
- 機能概要
MIRS0104 FPGAボード超音波センサモジュールは超音波センサボードで超音波の送受信を行うためのものであり、FPGAボード内のFPGAチップに構成される。 超音波センサ制御回路は従来IO制御回路に設けられていたアナログ回路をすべて超音波センサボードにうつし、デジタル回路のみで構成されている。送信信号としては、システムクロックの8[MHz]からカウンタを用いて40[KHz]の矩形波と0.4[ms]のＨレベルを作りだしそのandをとり選択された超音波センサボードに出力し、併せて回り込み除去用のガードパルスを発生している。また、受信信号を受け取ると割りこみ信号をCPUに出力している。
上記の機能を実現するためにMIRS0104 FPGAボード超音波センサモジュールでは以下のような機能構成を持つ。
Fig.1 FPGAボード超音波センサモジュールの機能構成図(uss.jpg) - 機能詳細
機能詳細では、機能構成図（Fig.1）に示した各機能ブロックの詳細説明を行う。 - 超音波送信信号発生モジュール
このモジュールは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(UOUT)と、回りこみ除去のためのタイミングパルスである信号(UTIM)を選択された超音波センサに出力する。
信号を生成する際、ATL-MIRSで使用するCPUは133MHzであるが、ここではISA-BUSのCLK(8MHz)を使用する。この発振子から発生されるパルスの幅は125nsである。
- ① CLKの立ち上がりから3200CLKをとることにより0.4[ms]の'1'の波形を得る。
- ② 同様に立ち上がりから200CLKでとり40[kHz]の波形を得る。
- ③ ①、②の波形のANDをとり0.4[ms]、40[kHz]の波形を得る。同様にしての回り込み除去用のガードパルス（1.2[ms]）も生成している。
- 超音波選択モジュール
標準ATL-MIRSには４つのセンサが搭載されるが一度に距離計測を行うことができるのは１つのみである。このため超音波センサを用いて計測を行う際には４つのセンサのうち１つを選択しなくてはならない。
４つのセンサにはそれぞれ０～３の番号がつけられており、ISA-BUSからの信号をデコードすることで００から１１の２ビット信号(USEL0,1)を作りだし各超音波センサを選択する。- 割りこみ処理モジュール
ある1つの超音波センサから受信信号(RV0～3)が入力された際には他の入力がはいらないようにマスクをかける必要がある。
このモジュールでは超音波センサボードから受信信号を受け取ると割り込み要求信号を発生させCPUへ出力している。
- ① CLKの立ち上がりから3200CLKをとることにより0.4[ms]の'1'の波形を得る。
- 機能詳細
- インターフェース
Table 4_1 超音波センサモジュールのインターフェース 信号名 方 向 対 象 概 要 USS_ADD0 IN アドレスデコーダ 超音波センサ機能制御信号 USS_ADD1 IN アドレスデコーダ 超音波センサ機能制御信号 B_RESET IN ISA-BUS ISA-BUSのRESET信号 B_IOR IN ISA-BUS ISA-BUSのIOR信号 B_IOW IN ISA-BUS ISA-BUSのIOW信号 B_SD0～B_SD15 INOUT ISA-BUS データ USEL0 OUT 超音波センサボード 超音波センサ選択用（上位1ビット） USEL1 OUT 超音波センサボード 超音波センサ選択用（下位1ビット） UIN OUT 超音波センサボード 超音波受信信号 UOUT IN 超音波センサボード 超音波送信信号 UTIM OUT 超音波センサボード 1.2msガードパルス IRQ3 OUT ISA-BUS 割りこみ信号 - Maxplus2での回路情報の呼び出し方法
| 関連文書 |
|---|
- MIRS0104 超音波センサ信号処理モジュール試験仕様書(MIRS0104-ELEC-1013)
- MIRS0104 FPGAボード製造仕様書(MIRS0104-ELEC-0101)
- MIRS0104 FPGAボード取り扱い説明書(MIRS0104-ELEC-0102)