タッチセンサ（その３）

３．４．１．構成

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３．４．２．機能性能

　このボードは、ロータリ・エンコーダからの信号を取り込み、カウンタでカウントし、ＣＰＵの要求に応じてカウント値を出力するものである。また、タッチセンサの信号を取り込みスイッチの状態を調べ、スイッチ割込みの割込み信号を発生させるのも、このボードである。


３．４．３．外形

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　　　タッチセンサの信号については以下の図を参照すること。

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コネクタJAは、VIPC-310のコネクタで、ピンアサインは J5 と同じである。


　　（ii）制御フロー例
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１．はじめに

　ロータリエンコーダ・ボードの詳細は、次に挙げる通りである。


２．回路と使用部品について

２．１　カウンタ部
　カウンタ部では、ロータリエンコーダの信号処理を行う。エンコーダ用カウンタＩＣμＰＤ４７０１Ａ（以後カウンタＩＣと呼ぶ：ＮＥＣ）を用いて、ロータリ・エンコーダの回転数をカウントする。この時、ロータリ・エンコーダの信号がカウンタＩＣのスレッショルドレベルを満たすように抵抗値（Ｒ１〜Ｒ６）を設定する。この値は、使用するロータリ・エンコーダ毎にも変わってくるが、今回は実験によりＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５を６．２ｋΩ、Ｒ３、Ｒ６を２２０Ωとした。

２．２　スイッチ部
　カウンタ部に用いたカウンタＩＣで、タッチセンサの信号処理も行う。タッチセンサには、チャッタレススイッチを用いる。チャタリング除去回路にはＳ-Ｒフリップフロップを用い、７４ＬＳ２７９で作製する。カウンタＩＣによりタッチセンサの状態を読み取り、スイッチフラグ（以後ＳＦ＊）を発生させる。なお、このＳＦ＊を制御回路に取り込んで割込み信号を発生させる。

２．３　制御回路
　制御回路部では、Ｉ／Ｏボードとのインタフェースを行う。その役目は、ＣＰＵからの命令の解読と、タイミングの制御、割込み信号の発生、バスリセット時のボードの初期化である。ボードは、バスリセット時にはカウンタをリセットし、タッチセンサの割り込みを禁止する。回路の小型化の為に、ＰＬＤ（１６Ｖ８）２個を用いて作製する。

２．４　割込みＶＥＣＴＯＲ発生回路
　割込み時の割込みＶＥＣＴＯＲは、ロータリエンコーダのカウント値を出力するのと同じデータバスにのせるので、カウント値と割込みＶＥＣＴＯＲの出力の切り替えに３ステートバッファを用いる。回路は７４ＬＳ２４４を用いて作製する。割込みＶＥＣＴＯＲの設定用に８ビットのディップスイッチを用いる。スイッチは、ロータリエンコーダ・ボードをＩ／Ｏボードに搭載したままでも操作できるように横向きのディップスイッチＡ６ＤＲ−８を用いる。


　　

３．タイミングチャート

　図１にカウンタリードサイクルのタイミングチャートを、図２にカウンタリセットサイクルのタイミングチャートを、図３に割込みサイクル（割込みVECTOR読込みサイクル）のタイミングチャートを、図４にバスリセット時のタイミングチャートをそれぞれ示す。なお、ＣＬＫは８ＭＨｚ（Ｔ＝１２５ｎｓ）である。

図１　割込みサイクル（割込みVECTOR読込みサイクル）
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図２　バスリセットによる初期化
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　　※　実際はバスリセットがアクティブな状態（”Ｌ”レベル）は数百ｍｓ続く。


４．部品表

初版基板の部品表はＶ９４−ＣＡＲＤ−３０１である。

１．目的
　本ドキュメントは，ロータリエンコーダボード初版（Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００１，Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００２，Ｖ９４−ＣＡＲＤ−ｘ０１）、及び２版（Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００３，Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００４，Ｖ９４−ＣＡＲＤ−ｘ０２）の使用法を明確にすることを目的とする。


２．適用範囲
　本ドキュメントは，ロータリエンコーダボード初版（Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００１，Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００２，Ｖ９４−ＣＡＲＤ−ｘ０１）、及び２版（Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００３，Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００４，Ｖ９４−ＣＡＲＤ−ｘ０２）に対して適用する。


３．取付方法
　１）ロータリエンコーダボードをI/Oボード(VIPC310)に載せる
　　　　ロータリエンコーダボードは、必ず IndustryPack A 側に取り付けます。
　２）センサ類をI/Oボード(VIPC310)に取り付ける
　　　　ロータリエンコーダ、タッチセンサのケーブルはＲＥ−Ｉ／Ｏボード接続ケーブル（Ｖ９４−ＰＡＲＴ−００９）を用います。ケーブルは、Ｉ／ＯボードのコネクタＪＡ(IndustryPack AのI/O用のコネクタ）に、向きを確認して取り付けます。
　　　　ただし、もしもタッチセンサの取付個数が３個未満である時には、センサの取付けに加えて次の作業を行ってください。
　　　　ロータリ・エンコーダ・ボードに取り付け可能な３つのタッチセンサのうちの、取り付けないタッチセンサに対応するロータリ・エンコーダ・ボード上のジャンパを全てつなぎます。センサとジャンパの対応は、右タッチセンサがジャンパＲ、中央タッチセンサがジャンパＭ、左タッチセンサがジャンパＬとなっています。図１のロータリエンコーダ・ボードの外観を参考にしてください。

図１　ロータリエンコーダ・ボード外観図
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４．使用方法
　１）はじめに
　　　　ロータリ・エンコーダ・ボードは、ＣＰＵリセットの信号で初期化されるように設計されています。初期化の内容は、次のとおりです。

　　　　ＭＩＲＳの電源投入時には、必ずリセットが行われるので必要に応じて割込み許可を行ってください。

　２）タッチセンサを動作させる

　　　　タッチセンサを働かせるためには、次のことを行わなければなりません。

　　ｉ）タッチセンサを取り付ける
　タッチセンサは３個まで取付け可能です。ただし、取付個数が３個未満の時にはジャンパをつなぐ作業を行ってください（「３．取付方法 ２）センサ類をI/Oボード(VIPC310)に取り付ける」 を参照してください）。ジャンパは、タッチセンサを取り付ける代わりにタッチセンサのＯＦＦの状態を強制的に作り出すものなので、タッチセンサを接続したのにジャンパをつないだり、タッチセンサを接続しないところのジャンパをつなげ忘れたりといった事のないように注意してください。

　　ii）ＶＭＥラックのバックプレーンの設定をする
　割込み信号をＭＰＵボードにつなぐため、ＶＭＥラックのバックプレーンの設定を行う。詳細は、ＶＭＥｂｕｓのマニュアルを参照する事。

　　iii)ＶＭＥBus InterruptMaskResister の設定をする
　必要な割込みレベルにあわせてInterruptMaskResisterの設定をする。タッチセンサの割込みレベルはレベル４である。設定についての詳細は､ VSBC-1 USERS MANUAL を参照する事。

　　iv）割込みVectorを設定する
　割込みVectorは、タッチセンサにより割込みが発生した時に、割込みサイクルへ移動するために必要になります。割込みVectorは、割込みサイクルに移るためのアドレスの下位８ビットになります。
　割込みVectorの設定は、ロータリ・エンコーダ・ボードにあるディップスイッチで行います。ディップスイッチのＳＷ８がアドレスA0,ＳＷ７がアドレスA1,以下ＳＷ６、ＳＷ５、ＳＷ４、ＳＷ３、ＳＷ２、ＳＷ１がそれぞれA2,A3,A4,A5,A6,A7の設定となります。また、スイッチＯＮ（＝make）で論理”０”、スイッチＯＦＦ（＝break）で論理”１”となります。