MIRS0101 Electronics Specification

沼津高専電子制御工学科

MIRS0101 エレクトロニクス詳細設計書
MIRS0101-ELEC-0001

改訂記録

版数

作成日

作成者

承認

改訂内容

A01

2002.5.21

田代

勝又

初版

A02

2002.7.10

田代

勝又

FPGA－ドータボードのインターフェースの変更

A03

2002.11.27

八木

勝又

各モジュールのソフトウェアビジビリティの修正

A04

2002.11.29

田代

勝又

FPGA－ドータボードのインターフェースの変更

A05

2003.1.16

田代

勝又

FPGA－ドータボードのインターフェースの変更

A06

2003.1.17

田畑

勝又

ソフトウェアビジビリティの変更

MIRS0101のエレクトロニクス部は、基本的には標準MIRSの回路基板を用いて構成されている。
これは、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り、IO制御のための回路はそのほとんどがIOボード上のFPGAで実現されている。
競技規定の変更に伴い下記に示す変更を行う。

白線感知センサを4個つける。

３．構成

ボードについて
MIRS0101に使用するボードは(図3.1に示す)、標準MIRS基板を流用する。
概略ブロック図
図3.1に概略ブロック図を示す。

図3.1 概略ブロック図
電源系統図
図3.2に電源系統図を示す。

図3.2 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データベースを参照のこと。
注）CPUはAUTOBOOT用のROMを搭載し、RAMのバッテリーバックアップのジャンパ設定を行うこと。

５．インターフェース

ISAバス
ISAラックのインターフェースはISAバス規格に準拠し、各基板を下表に示すようにバックプレーンに搭載する。

図．5.1.1　バックプレーン
表. 5.1.1 ISAラックへの基板の搭載方法

スロット.No
ボード名称
備考

1
CPUボード

2
-
未使用

3
-
未使用

4
FPGAボード

バックプレーン - フラッシュディスク

コネクタ名称 : BP_CN1

図.5.2.1 BP_CN1のコネクタ形状表．5.2.1 BP_CN1のインターフェース

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

接続
　フラッシュディスクから出ている電源接続用ケーブルをコネクタ付近で切断し、赤、黒それぞれのケーブルの先端に電源用ターミナルを圧着する。
　次に赤ケーブルの電源用ターミナルをBP_CN1の1pinにねじとワッシャを用いて取りつけ、同様に黒ケーブルの電源用ターミナルをBP_CN1の5pinに取りつける。

バックプレーン - 電源ボード

コネクタ名称 : BP_CN2

図.5.3.1 BP_CN2のコネクタ形状表．5.3.1 BP_CN2のインターフェース

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 : PD_CN1 (MOLEX 53259-0220)

図.5.3.2 PD_CN1のコネクタ形状表．5.3.2 PD_CN1のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vcc
-
+5V

2
GND
-
GND

接続
　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_CN2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_CN1に挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。また、+5Vには赤、GNDには黒の電源ケーブルを使用すること。

表．5.3.3 BP_CN2とPD_CN1のピン対応

BP_CN2			PD_CN1
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

CPUボード－パーソナルコンピュータ
- 接続
  　CPUボードの CPU_CN4 にイーサネットケーブルを接続する。
CPUボード－フラッシュディスク
- 接続
  　フラッシュディスクをCPUボードの CPU_CN2 に挿入する。
CPUボード－テンキー
- コネクタ名称 : CPU_CN5/MOUSE(PS/2 コネクタメス)
- コネクタ名称 : PS/2 コネクタオス
- 接続
  　テンキーのケーブルコネクタをCPUボードのキーボードコネクタに接続する。

FPGAボード－LCD

コネクタ名称 : FPGA_CN3 (26pin ピンヘッダ型コネクタオス)

図.5.7.1 LCD_CN1のコネクタ形状表．5.7.1 FPGA_CN3のインターフェース

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	-	-
4	RS	OUT	レジスタセレクト	17	-	-
5	R/W	OUT	READ/WRITE	18	-	-
6	E	OUT	Enable信号	19	-	-
7	DB0	INOUT	データビット0	20	-	-
8	DB1	INOUT	データビット1	21	-	-
9	DB2	INOUT	データビット2	22	-	-
10	DB3	INOUT	データビット3	23	-	-
11	DB4	INOUT	データビット4	24	-	-
12	DB5	INOUT	データビット5	25	-	-
13	DB6	INOUT	データビット6	26	-	-

コネクタ名称 : LCD_CN1 (26pin ピンヘッダ型コネクタオス)

図.5.7.2 LCD_CN1のコネクタ形状表．5.7.2 LCD_CN1のインターフェース

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
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_CN3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_CN1に挿入する。
接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.7.3 FPGA_CN3 と LCD_CN1のピン対応

FPGA_CN3			LCD_CN1		FPGA_CN3			LCD_CN1
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_JP20A (20pin ジャンパコネクタメス)

図.5.8.1 FPGA_JP20Aのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

表．5.8.1 FPGA_JP20Aのインターフェース

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	LS3	IN	白線感知センサ 3
2	IRS3	IN	赤外線センサ信号 3	12	LS4	IN	白線感知センサ 4
3	IRS4	IN	赤外線センサ信号 4	13	TS1	IN	タッチセンサ信号 1
4	UTIM	OUT	超音波センサ受信タイミング信号	14	TS2	IN	タッチセンサ信号 2
5	UT1	OUT	超音波センサ送信信号 1	15	TS3	IN	タッチセンサ信号 3
6	UR1	IN	超音波センサ受信信号 1	16	TS4	IN	タッチセンサ信号 4
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	UT2	OUT	超音波センサ送信信号 2	18	R_PWM	OUT	MPC 右PWM信号。オープンコレクタ出力
9	LS1	IN	白線感知センサ 1	19	L_DIR	OUT	MPC 左方向信号。オープンコレクタ出力
10	LS2	IN	白線感知センサ 2	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)

図.5.8.2 DB_JP1Aのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

表．5.8.2 DB_JP1Aのインターフェース

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	LS3	OUT	白線感知センサ 3
2	IRS3	OUT	赤外線センサ信号 3	12	LS4	OUT	白線感知センサ 4
3	IRS4	OUT	赤外線センサ信号 4	13	TS1	OUT	タッチセンサ信号 1
4	UTIM	IN	超音波センサ受信タイミング信号	14	TS2	OUT	タッチセンサ信号 2
5	UT1	IN	超音波センサ送信信号 1	15	TS3	OUT	タッチセンサ信号 3
6	UR1	OUT	超音波センサ受信信号 1	16	TS4	OUT	タッチセンサ信号 4
7	UR2	OUT	超音波センサ受信信号 2	17	R_DIR	IN	MPC 右方向信号。オープンコレクタ出力
8	UT2	IN	超音波センサ送信信号 2	18	R_PWM	IN	MPC 右PWM信号。オープンコレクタ出力
9	LS1	OUT	白線感知センサ 1	19	L_DIR	IN	MPC 左方向信号。オープンコレクタ出力
10	LS2	OUT	白線感知センサ 2	20	L_PWM	IN	MPC 左PWM信号。オープンコレクタ出力

コネクタ名称 : FPGA_JP30C (20pin ジャンパコネクタメス)

図.5.8.3 FPGA_JP30Cのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

表．5.8.3 FPGA_JP30Cのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	-	-	未使用	11	-	-	未使用
2	-	-	未使用	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	-	-	未使用
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)

図.5.8.4 DB_JP1Bのコネクタ形状表．5.8.4 DB_JP1Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	-	-	未使用	11	-	-	未使用
2	-	-	未使用	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	-	-	未使用
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_JP20B (20pin ジャンパコネクタメス)

図.5.8.5 FPGA_JP20Bのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

表．5.8.5 FPGA_JP20Bのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	CH_AY	IN	ロータリーエンコーダY　チャネルA	11	R/W	OUT	LCD リード・ライト
2	CH_BY	IN	ロータリーエンコーダY　チャネルB	12	E	OUT	LCD イネーブル
3	CH_AX	IN	ロータリーエンコーダX　チャネルA	13	DB0	INOUT	LCD データ 0
4	CH_BX	IN	ロータリーエンコーダX　チャネルB	14	DB1	INOUT	LCD データ 1
5	-	-	未使用	15	DB2	INOUT	LCD データ 2
6	-	-	未使用	16	DB3	INOUT	LCD データ 3
7	PO	IN	パワーオン信号	17	DB4	INOUT	LCD データ 4
8	IRS1	IN	赤外線センサ 1	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 ジャンパコネクタオス)

図.5.8.6 DB_JP1Cのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

表．5.8.6 DB_JP1Cのインターフェース

ピン.No	信号名	I/O	備考	ピン.No	信号名	I/O	備考
1	CH_AY	OUT	ロータリーエンコーダY　チャネルA	11	R/W	IN	LCD リード・ライト
2	CH_BY	OUT	ロータリーエンコーダY　チャネルB	12	E	IN	LCD イネーブル
3	CH_AX	OUT	ロータリーエンコーダX　チャネルA	13	DB0	INOUT	LCD データ 0
4	CH_BX	OUT	ロータリーエンコーダX　チャネルB	14	DB1	INOUT	LCD データ 1
5	-	-	未使用	15	DB2	INOUT	LCD データ 2
6	-	-	未使用	16	DB3	INOUT	LCD データ 3
7	PO	OUT	パワーオン信号	17	DB4	INOUT	LCD データ 4
8	IRS1	OUT	赤外線センサ 1	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_JP60B (26pin ジャンパコネクタメス)

図.5.8.7 FPGA_JP60Bのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

表．5.8.7 FPGA_JP60Bのインターフェース

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 ジャンパコネクタオス)

図.5.8.8 DB_JP2Aのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

表．5.8.8 DB_JP2Aのインターフェース

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_JP60C (26pin ジャンパコネクタメス)

図.5.8.9 FPGA_JP60Cのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はマイコンビルダー取扱説明書を参照。

表．5.8.9 FPGA_JP60Cのインターフェース

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 ジャンパコネクタオス)

図.5.8.10 DB_JP2Bのコネクタ形状
* コネクタの取りつけ位置、および方向はドーターボード外形図を参照。

表．5.8.10 DB_JP2Bのインターフェース

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
　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。

表．5.8.11 FPGAボードコネクタとドーターボードコネクタの対応関係

FPGAボード		ドーターボード
JP20A	<->	JP1A
JP30C	<->	JP1B
JP20B	<->	JP1C
JP60B（1pin to 14pin）	<->	JP2A
JP60C（1pin to 14pin）	<->	JP2B

ドータボード－ロータリーエンコーダ

コネクタ名称 : DB_CN11,12(MOLEX 5045-04A)

図.5.9.1 DB_CN11,12のコネクタ形状表．5.9.1 DB_CN11,12のインターフェース

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

コネクタ名称 : RE1,2_CN (ロータリエンコーダコネクタ)

図.5.9.2 RE1,2_CNのコネクタ形状とコネクタケーブル形状表．5.9.2 RE1,2_CNのインターフェイス

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

接続
　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_CNn 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。　接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.9.3 DB_CN11,12 と RE1,2_CN のピン対応

DB_CN11			RE1_CN
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_RCN12			RE2_CN
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_CNn (n =13 to 17) (MOLEX 5045-03A)

図.5.10.1 DB_CNn のコネクタ形状表．5.10.1 DB_CNn のインターフェース

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_CNn (n =1 to 5)(omronSS-5GL)

図.5.10.2 TS_CNn のコネクタ形状表．5.10.2 TS_CNn のインターフェース

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
　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_CNn に挿入する。もう片側は絶縁ビニルを剥いてからマイクロスイッチにはんだ付けする。
　接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.10.3 DB_CNn と TS_CNn のピン対応

DB_CN13

TS_CN1

DB_CN16

TS_CN4

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

<->

TSOF

DB_CN14

TS_CN2

DB_CN17

TS_CN5

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

<->

TSOF

DB_CN15

TS_CN3

ピン.No

信号名

ピン.No

信号名

GND

<->

GND

TSON

<->

TSON

TSOF

<->

TSOF

ドータボード－超音波センサ

コネクタ名称 : DB_CNn (n =1 to 4) (MOLEX 5045-05A)

図.5.11.1 DB_CNn のコネクタ形状表．5.11.1 DB_CNn のインターフェース

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 : USSn_CN (n = 1 to 4) (MOLEX 5046-05A)

図.5.11.2 USSn_CNのコネクタ形状表．5.11.2 USSn_CNのインターフェース

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
　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_CNn とUSSn_CNに挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.11.3 DB_CNn と USSn_CN のピン対応

DB_CN1

USS1_CN

DB_CN3

USS3_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

Vcc

<->

Vcc

<->

Vcc

<->

UTIM

<->

UTIM

<->

UTIM

GND

<->

GND

<->

GND

DB_CN2

USS2_CN

DB_CN4

USS4_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

Vcc

<->

Vcc

<->

Vcc

<->

UTIM

<->

UTIM

<->

UTIM

GND

<->

GND

<->

GND

ドータボード－赤外線センサ

コネクタ名称 : DB_CNn (n =5 to 10) (MOLEX 5045-03A)

図.5.12.1 DB_CNn のコネクタ形状表．5.12.1 DB_CNn のインターフェース

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 : IRSn_CN (n =1 to 6) (MOLEX 5045-03A)

図.5.12.2 IRSn_CNのコネクタ形状表．5.12.2 IRSn_CNのインターフェース

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
　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_CNn とIRSn_CNに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.12.3 DB_CNn と IRSn_CN のピン対応

DB_CN5

IRS1_CN

DB_CN8

IRS4_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

<->

GND

<->

GND

<->

GND

Vcc

<->

Vcc

<->

Vcc

DB_CN6

IRS2_CN

DB_CN9

IRS5_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

<->

GND

<->

GND

<->

GND

Vcc

<->

Vcc

<->

Vcc

DB_CN7

IRS3_CN

DB_CN10

IRS6_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

<->

GND

<->

GND

<->

GND

Vcc

<->

Vcc

<->

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_CN18 (MOLEX 5045-05A)

図.5.13.1 DB_CN18のコネクタ形状表．5.13.1 DB_CN18のインターフェース

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

コネクタ名称 : MPC_CN1 (MOLEX 5046-05A)

図.5.13.2 MPC_CN1のコネクタ形状表．5.13.2 MPC_CN1のインターフェース

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

接続
　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_CN18とMPC_CN1 に挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.13.3 DB_CN18 と MPC_CN1 のピン対応

DB_CN18			MPC_CN1
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_CN19 (MOLEX 5045-03A)

図.5.14.1 DB_CN19のコネクタ形状表．5.14.1 DB_CN19のインターフェース

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_CN2 (MOLEX 5046-03A)

図.5.14.2 PD_CN2のコネクタ形状表．5.14.2 PD_CN2のインターフェース

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

接続
　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_CN19とPD_CN2に挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

表．5.14.3 DB_CN19 と PD_CN2 のピン対応

DB_CN19			PD_CN2
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	-	<->	1	-
2	Vsig	<->	2	Vsig
3	GND	<->	3	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_CN4 (MOLEX 53259-0220)

図.5.15.1 MPC_CN4のコネクタ形状表．5.15.1 MPC_CN4のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vin
-
+7.2V

2
GND
-
GND
コネクタ名称 : PD_CN3 (MOLEX 53259-0220)

図.5.15.2 PD_CN3のコネクタ形状表．5.15.2 PD_CN3のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vin -
+7.2V

2
GND
-
GND

接続
　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_CN4とPD_CN3に挿入する。
　接続時のピン対応は下表を参照。また、Vinには赤、GNDには黒の電源ケーブルを使用すること。

表．5.15.3 MPC_CN4 と PD_CN3 のピン対応

MPC_CN4			PD_CN3
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_CN2,3(MOLEX 53259-0220)

図.5.16.1 MPC_CN2,3のコネクタ形状表．5.16.1 MPC_CN2,3のインターフェース

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_CN1,2 (MAXONモータの端子)

表．5.16.2 M_CN1,2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vo1
-
正極

2
Vo2
-
負極

* モータの端子付近に"+"とかいてあるほうが正極。

接続
　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_CN2,3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。
接続時のピン対応は下表を参照。また、正極には赤、負極には黒の電源ケーブルを使用すること。

表．5.16.3 MPC_CN2,3と M_CN1,2 のピン対応

MPC_CN3			M_CN1
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo1	<->	1	Vo1
2	Vo2	<->	2	Vo2
MPC_CN4			M_CN2
ピン.No	信号名		ピン.No	信号名
1	Vo1	<->	1	Vo1
2	Vo2	<->	2	Vo2

電源ボード－バッテリー

コネクタ名称 : PD_CN4,5 (MOLEX 53259-0220)

図.5.17.1 PD_CN4,5のコネクタ形状表．5.17.1 PD_CN4,5のインターフェース

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

図.5.17.2 バッテリコネクタ 1,2のコネクタ形状表．5.17.2 バッテリコネクタ 1,2のインターフェース

ピン.No
信号名
I/O
備考

1
Vin
-
+7.2V

2
GND
-
GND

接続
電源ケーブルの片側は、バッテリコネクタ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_CN4,5に挿入する。
接続時のピン対応は下表を参照。また、Vinには赤、GNDには黒の電源ケーブルを使用すること。

表．5.17.3 PD_CN4,5 とバッテリコネクタ 1,2のピン対応

PD_CN1			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_CN2			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

６．各部の詳細

標準MIRS基板
標準MIRS基板の仕様についてはMIRSデータベースを参照のこと。

FPGAボード

FPGA回路ブロック図
図6.2.1 FPGA回路ブロック図

各ブロックの機能

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	:	ドーターボードに搭載されてい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8bit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、赤外線センサ、白線感知センサ、パワーオン信号処理モジュール	:	赤外線センサボードから送られてくる断続的なパルス信号の引き伸ばしを行う。 2bitの赤外線センサ信号、4bitのタッチセンサ信号、4bitの白線感知センサ、1bitのパワーオン信号を16bitのTIPL信号としてCPUに出力する。上記の4種類の信号に変化が生じた時に、CPUから割り込みリセット信号が来るまでCPUに割り込み信号を出力する。
7.	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。

ブロック間インターフェース仕様

ISA バス
ISA バスのインターフェースについては ISA バスの仕様書、およびマイコンビルダーの仕様書を参照のこと。

アドレスデコーダ
Table.7_c_2 アドレスデコーダのインターフェース

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
Table.7_c_3 液晶ディスプレイ制御モジュールのインターフェース

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
Table.7_c_4 モータパワー制御モジュールのインターフェース

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
Table.7_c_5 ロータリーエンコーダ制御モジュールのインターフェース

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%
RE_CS	OUT	チップセレクト
RE_XY	OUT	Xカウンタ・Yカウンタ選択
RE_UL	OUT	カウントデータ上位・下位選択
RE_RX	OUT	Xカウンタリセット
RE_RY	OUT	Yカウンタリセット
RE_D 0 to 7	IN	カウントデータ

超音波センサ信号処理モジュール
Table.7_c_6 超音波センサ信号処理モジュールのインターフェース

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%
IRQ3	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
U0	OUT	送信信号
U1	IN	受信信号
UA,UB	OUT	超音波センサ選択信号
UTIM	OUT	受信タイミング信号

タッチセンサ、白線センサ、パワーオン信号処理モジュール
Table.7_c_7 タッチセンサ、白線センサ、パワーオン信号処理モジュールのインターフェース

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%
IRQ6	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
PO	IN	パワーオン信号
TS 1 to 4	IN	タッチセンサ信号
LS 1 to 4	IN	白線感知センサ信号

赤外線センサモジュール
Table.7_c_8 赤外線センサモジュールのインターフェース

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%
IRQ6	OUT	割り込み要求。オープンコレクタ出力
IRS 0 to 3	IN	赤外線センサ信号

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

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。

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。

I/D

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。

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。

S/C

R/L

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。

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。

Acc

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。

Add

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。

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

DD RAMまたはCG RAMにデータを書き込む。

Read Data

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

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

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

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

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

D1¹⁵

D1¹⁴

D1¹³

D1¹²

D1¹¹

D1¹⁰

D1⁹

D1⁸

D1⁷

D1⁶

D1⁵

D1⁴

D1³

D1²

D1¹

D1⁰

ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ

ロータリーエンコーダXのカウントデータのリセット

0122H

D2¹⁵

D2¹⁴

D2¹³

D2¹²

D2¹¹

D2¹⁰

D2⁹

D2⁸

D2⁷

D2⁶

D2⁵

D2⁴

D2³

D2²

D2¹

D2⁰

ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ

ロータリーエンコーダYのカウントデータのリセット

* D1^X,D2^X

・・・

: ロータリーエンコーダカウント値

超音波センサ信号処理モジュール
Table.7_d_4 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

2⁰

D₀で選択したセンサに40μsecの間送信信号を送信する。

0132H

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、白線感知センサ、パワーオン信号処理モジュール
Table.7_d_5 タッチセンサ、白線感知センサ、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

0140H

'0'

TS3

TS2

TS1

TS0

'0'

LS3

LS2

LS1

LS0

'0'

POはパワーオン信号、TS*はタッチセンサ、
LS*は白線感知センサの状態をそれぞれ示す。

0142H

TIP_Mの割り込み信号（IRQ6）のマスク、アンマスク、リセットを行う。

* PO , TS* , LS*	・・・	'1' : ON		'0' : OFF		* 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

赤外線センサ信号処理モジュール
Table.7_d_6 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

0150H

IRD1

IRD0

'0'

IRS11

IRS10

IRS9

IRS8

IRS7

IRS6

IRS5

IRS4

IRS3

IRS2

IRS1

IRS0

IRD*は赤外線センサ選択信号、IRS*は赤外線信号をそれぞれ示す。

0152H

赤外線センサモジュールのマスク、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

外部出力ピンの位置および機能

ドータボード

外形
図6.4.1 ドータボード外形図
製造仕様書ツリードータボード基板製造仕様書ツリー
- ドータボード基板製造仕様書
  - ドータボード基板組み立て図
    - ドータボード PWD(基板)
      1. 両面フェノール基板（200×150)（購入品）
      2. CAMデータ
    - IC、抵抗などの部品
    - 改造仕様書
      1. 電源ボード外形改造図
      2. 電源ボードパターン切断図
      3. 電源ボード布線表
  - ドータボード基板取扱説明書
    - ドータボード回路図
    - ドータボード基板外形図
    - ドータボード基板パターン図
  - ドータボード基板試験仕様書
    - ドータボード回路図
    - ドータボード基板外形図
    - ドータボード基板パターン図

７．消費電力

回路系平均消費電力：
回路系最大消費電流：４[Ａ]
モーター駆動部分：1505×2＝3010[mA]

関連文書

MIRS0101 ドキュメント管理台帳(MIRS0101-0101-0001)
MIRS0101 システム開発計画書(MIRS0101-PROJ-0001)
MIRS0101 基本設計書(MIRS0101-DSGN-0002)
MIRS0101 メカニクス部詳細設計書(MIRS0101-ASSY-0001)
MIRS0101 ソフトウェア部詳細設計書(MIRS0101-SOFT-0001)

目次

１．はじめに

２．概要

３．構成

４．機能性能

５．インターフェース

６．各部の詳細

７．消費電力

スロット.No	ボード名称	備考
1	CPUボード
2	-	未使用
3	-	未使用
4	FPGAボード