沼津高専 電子制御工学科
MIRS0205Electronics詳細設計書
MIRS0205-ELEC-0001
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 2003.5.30 佐野・高根澤
峰山・高橋
斎藤 初版
A02 2003.6.24 高根澤・峰山・高橋 斎藤 目次等の修正

目次

  1. はじめに
  2. 概要
  3. 構成
    1. 概略ブロック図
    2. 電源系統図
  4. 機能性能
    1. 標準MIRS基板
    2. 電磁弁制御ボード
    3. IO制御ボード
  5. 物理インターフェース
    1. ISAラック
    2. バックプレーン−フラッシュディスク
    3. バックプレーン−電源ボード
    4. CPUボード−パーソナルコンピュータ
    5. CPUボード−フラッシュディスク
    6. CPUボード−テンキー
    7. CPUボード−PIC
    8. CPUボード−FPGAボード
    9. FPGAボード−LCD
    10. FPGAボード−ドータボード
    11. ドータボード−ロータリエンコーダ
    12. ドータボード−タッチセンサ
    13. ドータボード−赤外線センサ
    14. ドータボード−白線センサ
    15. ドータボード−モーターパワー制御ボード
    16. ドータボード−電源ボード
    17. 電源ボード−モーターパワー制御ボード
    18. 電源ボード−バッテリー
    19. モーターパワー制御ボード−モーター
  6. 各部の詳細
    1. 標準MIRS基板
    2. MIRS0205で作る基板、回路
      1. FPGA内で構成する回路データ
        1. FPGA回路ブロック図
        2. 各ブロックの機能
        3. モジュール間インターフェイス
        4. ソフトウェアビジビリティ
      2. ドータボード
        1. 外形
        2. 詳細ブロック図
        3. 製造仕様書ツリー
  7. 消費電力
    関連文書


1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS0205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

MIRS0205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制御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FPGAボード上のFPGAで実現される。

3.構成

  1. 概略ブロック図


    Fig.3_1_1に概略ブロック図を示す。

    Fig.3_1_1 概略ブロック図 (m7)
        CPU:CPUボード FD:フラッシュディスク FPGA:FPGAボード DB:ドーターボード         PD:電源ボード MPC:モーターパワー制御ボード TEN:テンキー IRS:赤外線センサボード     WLS:白線センサボード TS:タッチセンサ LCD液晶ディスプレイボード RE:ロータリーエンコーダ M:モータ    PIC:PSD用PIC回路 AS:エアシリンダー       EV:電磁バルブ PSD:Position Sensitive Detector


    Fig.3_1_2にFPGA内部回路のブロック図を示す。
    Fig.3_1_2 FPGA内部回路ブロック図 (m7)

    <各モジュールの詳細>
  2. 電源系統図


    Fig3_2に電源系統図を示す。
    Fig3_2 電源系統図 (m7)



4.機能性能

  1. 標準MIRS基板
    以下の基板、ボードについては標準MIRS基板を使用する。標準MIRS基板の仕様についてはMIRSデータベース(DBMD,ATML)参照。

  2. 電磁弁制御ボード
    新たに作成する電磁弁制御ボードの回路図を以下に示す。
    Fig.4_2 電磁弁制御ボード回路図

  3. IO制御ボード
    IO制御ボードはISAバスを経由してCPUからセンサおよび回路の制御を行う機能を具備する。MIRS0205ではIO制御ボードをFPGA内に構成した回路データとドータボード,PICで構成する。

    1. FPGAボード
      • CPUからFPGA回路情報をダウンロードできること。
      • CPUからタッチセンサ(6)、赤外線センサ(3)の状態を読みこめること。
      • ポストからの赤外線信号を区別でき、ポスト番号をCPUに出力出来ること。(ポスト番号は0から最大4まで)   
      • CPUより送られてくる液晶ディスプレイボード制御信号の出力制御を行う。
      • CPUから送られてくる方向データをPWM変換して、MPCへ出力する。
      • ロータリーエンコーダの回転数をカウントし、方向データと共に出力する。
      • パワーオン信号の状態を読み込める。  
       
    2. PICボード 
      • PSDから送られでくる信号をA/D変換し、そのデータをCPUに送る。
      • PSDはシャープGP2D12をつかう。この素子はブラックボックスで使え、5Vを掛けると、測定距離に応じた電圧を出力する。    
      • PIC16F877はアナログ入力が可能なピンが8つある。そのピンとPSDの出力ピンを1対1で対応させる。    
      • 水晶発振器は10MHzを発振する。
      • MAX233はシリアル通信をするための、レベル変換用ICである。
      • シリアルコネクタは9ピンDSUBコネクタをつかう。

      PIC回路を以下に示す。
      Fig.4_3 PIC回路


5.物理インターフェイス

  1. ISAラック

    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。

    Table.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

    * スロットナンバーについてはバックプレーンの外観を参照。


  2. バックプレーン - フラッシュディスク

  3. コネクタ名称 : BP_CN1

    Fig.5_2_1 BP_CN1のコネクタ形状(bp_cn.jpg)

    Table.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

  4. 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。


  5. バックプレーン - 電源ボード

  6. コネクタ名称 : BP_CN1

    Fig.5_3_1 BP_CN1のコネクタ形状(bp_cn.jpg)

    Table.5_3_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

  7. コネクタ名称 : PD_CN3 (MOLEX 53259-0220)


    Fig.5_3_2 PD_CN3のコネクタ形状(53259-0220.jpg)

    Table.5_3_2 PD_CN3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

  8. 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_CN1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_CN3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。

    Table.5_3_3 BP_CN1とPD_CN3のピン対応
    BP_CN1 PD_CN3
    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


  9. CPUボード - パーソナルコンピュータ

  10. 接続
     CPUボードの CPU_UTP にイーサネットケーブルを接続する。


  11. CPUボード−フラッシュディスク

  12. 接続
     フラッシュディスクをCPUボードの CPU_IDE に挿入する。


  13. CPUボード - テンキー

  14. コネクタ名称 : CPU_KB/MOUSE(PS/2 コネクタメス)
  15. コネクタ名称 : PS/2 コネクタオス
  16. 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。

  17. CPUボード - PIC

  18. コネクタ名称 : RS232C(9ピンDSUBコネクタ)
  19. 接続
     PICボードのケーブルコネクタをCPUボードのコネクタにつなぐ。

  20. CPUボード - FPGAボード

    • 接続
        パラレルケーブルとパラレルケーブル用フラットケーブルを接続し、パラレルケーブルをFPGAボード、フラットケーブルをCPUボードに接続する。


  21. FPGAボード−LCD

    • コネクタ名称 : FPGA_CN4 (26pin ピンヘッダ型コネクタオス)

      Fig.5_9_1 LCD_CNのコネクタ形状(26pin.jpg)

      Table.5_9_1 FPGA_CN4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
      LCD_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
      LCD_RS
      OUT
      レジスタセレクト
      17
      -
      -
      5
      LCD_R/W
      OUT
      READ/WRITE
      18
      -
      -
      6
      LCD_E
      OUT
      Enable信号
      19
      -
      -
      7
      LCD_DB0
      INOUT
      データビット0
      20
      -
      -
      8
      LCD_DB1
      INOUT
      データビット1
      21
      -
      -
      9
      LCD_DB2
      INOUT
      データビット2
      22
      -
      -
      10
      LCD_DB3
      INOUT
      データビット3
      23
      -
      -
      11
      LCD_DB4
      INOUT
      データビット4
      24
      -
      -
      12
      LCD_DB5
      INOUT
      データビット5
      25
      -
      -
      13
      LCD_DB6
      INOUT
      データビット6
      26
      -
      -

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

      Fig.5_9_2 LCD_CNのコネクタ形状(lcd_fpga.jpg)

      Table.5_9_2 LCD_CN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
      LCD_IN
      レジスタセレクト
      5
      LCD_R/W
      IN
      READ/WRITE
      6
      LCD_E
      IN
      Enable信号
      7
      LCD_DB0
      INOUT
      データビット0
      8
      LCD_DB1
      INOUT
      データビット1
      9
      LCD_DB2
      INOUT
      データビット2
      10
      LCD_DB3
      INOUT
      データビット3
      11
      LCD_DB4
      INOUT
      データビット4
      12
      LCD_DB5
      INOUT
      データビット5
      13
      LCD_DB6
      INOUT
      データビット6
      14
      LCD_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_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_FPGAに挿入する。
      接続時のピン対応は下表を参照。

      Table.5_9_3 FPGA_CN4 と LCD_CNのピン対応
      FPGA_CN4 LCD_CN FPGA_CN4 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
      LCD_DB7
      <-> 14
      LCD_DB7
      2
      GND
      <-> 2
      GND
      15
      -
      <->
      3
      Vee
      <-> 3
      Vee
      16
      -
      <->
      4
      LCD_RS
      <-> 4
      LCD_RS
      17
      -
      <->
      5
      LCD_R/W
      <-> 5
      LCD_R/W
      18
      -
      <->
      6
      LCD_E
      <-> 6
      LCD_E
      19
      -
      <->
      7
      LCD_DB0
      <-> 7
      LCD_DB0
      20
      -
      <->
      8
      LCD_DB1
      <-> 8
      LCD_DB1
      21
      -
      <->
      9
      LCD_DB2
      <-> 9
      LCD_DB2
      22
      -
      <->
      10
      LCD_DB3
      <-> 10
      LCD_DB3
      23
      -
      <->
      11
      LCD_DB4
      <-> 11
      LCD_DB4
      24
      -
      <->
      12
      LCD_DB5
      <-> 12
      LCD_DB5
      25
      -
      <->
      13
      LCD_DB6
      <-> 13
      LCD_DB6
      26
      -
      <->


  22. 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)

      Fig.5_10_1 FPGA_JP20Aのコネクタ形状(jp20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-144)
      TS1
      IN
      タッチセンサ信号1
      11(F1-162)
      R2B
      IN
      ロータリーエンコーダ2 chB
      2(F1-147)
      TS2
      IN
      タッチセンサ信号2
      12(F1-163)
      R2A
      IN
      ロータリーエンコーダ2 chA
      3(F1-148)
      TS3
      IN
      タッチセンサ信号3
      13(F1-164)
      R_DIR
      OUT
      MPC 右方向信号。オープンコレクタ出力
      4(F1-149)
      TS4
      IN
      タッチセンサ信号4
      14(F1-166)
      R_PWM
      OUT
      MPC 右PWM信号。オープンコレクタ出力
      5(F1-150)
      TS5
      IN
      タッチセンサ信号5
      15(F1-167)
      L_DIR
      OUT
      MPC 左方向信号。オープンコレクタ出力
      6(F1-157)
      TS6
      IN
      タッチセンサ信号6
      16(F1-168)
      L_PWM
      OUT
      MPC 左PWM信号。オープンコレクタ出力
      7(F1-158)
      TS7
      IN
      タッチセンサ信号7
      17(F1-169)


      未使用
      8(F1-159)
      TS8
      IN
      タッチセンサ信号8
      18(F1-170)


      未使用
      9(F1-160)
      R1B
      IN
      ロータリーエンコーダ1 chB
      19(F1-172)


      未使用
      10(F1-161)
      R1A
      IN
      ロータリーエンコーダ1 chA
      20(F1-173)


      未使用

    • コネクタ名称 : DB_JP1A (20pin ジャンパコネクタオス)

      Fig.5_10_2 DB_JP1Aのコネクタ形状( db_j20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-144)
      TS1
      OUT
      タッチセンサ信号1
      11(F1-162)
      R2B
      OUT
      ロータリーエンコーダ2 chB
      2(F1-147)
      TS2
      OUT
      タッチセンサ信号2
      12(F1-163)
      R2A
      OUT
      ロータリーエンコーダ2 chA
      3(F1-148)
      TS3
      OUT
      タッチセンサ信号3
      13(F1-164)
      R_DIR
      IN
      MPC 右方向信号。オープンコレクタ出力
      4(F1-149)
      TS4
      OUT
      タッチセンサ信号4
      14(F1-166)
      R_PWM
      IN
      MPC PWM信号。オープンコレクタ出力
      5(F1-150)
      TS5
      OUT
      タッチセンサ信号5
      15(F1-167)
      L_DIR
      IN
      MPC 左方向信号。オープンコレクタ出力
      6(F1-157)
      TS6
      OUT
      タッチセンサ信号6
      16(F1-168)
      L_PWM
      IN
      MPC 左PWM信号。オープンコレクタ出力
      7(F1-158)
      TS7
      OUT
      タッチセンサ信号7
      17(F1-169)


      未使用
      8(F1-159)
      TS8
      OUT
      タッチセンサ信号8
      18(F1-170)


      未使用
      9(F1-160)
      R1B
      OUT
      ロータリーエンコーダ1 chB
      19(F1-172)


      未使用
      10(F1-161)
      R1A
      OUT
      ロータリーエンコーダ1 chA
      20(F1-173)


      未使用

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

      Fig.5_10_3 FPGA_JP30Cのコネクタ形状(jp20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-204)
      WLS1
      IN
      白線センサ1
      11


      未使用
      2(F1-203)
      WLS2
      IN
      白線センサ2
      12


      未使用
      3(F1-202)
      WLS3
      IN
      白線センサ3
      13


      未使用
      4(F1-201)
      WLS4
      IN
      白線センサ4
      14


      未使用
      5(F1-200)
      WLS5
      IN
      白線センサ5
      15
      Vcc
      -
      5V
      6(F1-199)
      WLS6
      IN
      白線センサ6
      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)

      Fig.5_10_4 DB_JP1Bのコネクタ形状(db_j20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-205)
      WLS1
      OUT
      白線センサ1
      11


      未使用
      2(F1-204)
      WLS2
      OUT
      白線センサ2
      12


      未使用
      3(F1-203)
      WLS3
      OUT
      白線センサ3
      13


      未使用
      4(F1-202)
      WLS4
      OUT
      白線センサ4
      14


      未使用
      5(F1-201)
      WLS5
      OUT
      白線センサ5
      15
      Vcc
      -
      5V
      6(F1-200)
      WLS6
      OUT
      白線センサ6
      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)

      Fig.5_10_5 FPGA_JP20Bのコネクタ形状(jp20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-204)
      IRS1
      IN
      赤外線センサ1
      11(F1-192)
      LCD_R/W
      OUT
      LCD リード・ライト
      2(F1-203)
      IRS2
      IN
      赤外線センサ2
      12(F1-191)
      LCD_E
      OUT
      LCD イネーブル
      3(F1-202)
      IRS3
      IN
      赤外線センサ3
      13(F1-190)
      LCD_DB0
      INOUT
      LCD データ 0
      4


      未使用
      14(F1-189)
      LCD_DB1
      INOUT
      LCD データ 1
      5


      未使用
      15(F1-187)
      LCD_DB2
      INOUT
      LCD データ 2
      6


      未使用
      16(F1-179)
      LCD_DB3
      INOUT
      LCD データ 3
      7


      未使用
      17(F1-177)
      LCD_DB4
      INOUT
      LCD データ 4
      8


      未使用
      18(F1-176)
      LCD_DB5
      INOUT
      LCD データ 5
      9(F1-195)
      PO
      IN
      パワーオン信号
      19(F1-175)
      LCD_DB6
      INOUT
      LCD データ 6
      10(F1-193)
      LCD_RS
      OUT
      LCD レジスタセレクト
      20(F1-174)
      LCD_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)

      Fig.5_10_6 DB_JP1Cのコネクタ形状( db_j20.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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(F1-204)
      IRS1
      OUT
      赤外線センサ1
      11(F1-192)
      LCD_R/W
      IN
      LCD リード・ライト
      2(F1-203)
      IRS2
      OUT
      赤外線センサ2
      12(F1-191)
      LCD_E
      IN
      LCD イネーブル
      3(F1-202)
      IRS3
      OUT
      赤外線センサ3
      13(F1-190)
      LCD_DB0
      INOUT
      LCD データ 0
      4


      未使用
      14(F1-189)
      LCD_DB1
      INOUT
      LCD データ 1
      5


      未使用
      15(F1-187)
      LCD_DB2
      INOUT
      LCD データ 2
      6


      未使用
      16(F1-179)
      LCD_DB3
      INOUT
      LCD データ 3
      7


      未使用
      17(F1-177)
      LCD_DB4
      INOUT
      LCD データ 4
      8


      未使用
      18(F1-176)
      LCD_DB5
      INOUT
      LCD データ 5
      9(F1-195)
      PO
      OUT
      パワーオン信号
      19(F1-175)
      LCD_DB6
      INOUT
      LCD データ 6
      10(F1-193)
      LCD_RS
      IN
      LCD レジスタセレクト
      20(F1-174)
      LCD_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)

      Fig.5_10_7 FPGA_JP60Bのコネクタ形状(jp26.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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
      8
      LCD_DB1
      INOUT
      LCD データ 1
      2
      GND
      -
      GND
      9
      LCD_DB2
      INOUT
      LCD データ 2
      3
      Vo
      -
      LCD コントラストアドジャスト
      10
      LCD_DB3
      INOUT
      LCD データ 3
      4
      LCD_RS
      IN
      LCD レジスタセレクト
      11
      LCD_DB4
      INOUT
      LCD データ 4
      5
      LCD_R/W
      IN
      LCD リード・ライト
      12
      LCD_DB5
      INOUT
      LCD データ 5
      6
      LCD_E
      IN
      LCD イネーブル
      13
      LCD_DB6
      INOUT
      LCD データ 6
      7
      LCD_DB0
      INOUT
      LCD データ 0
      14
      LCD_DB7
      INOUT
      LCD データ 7

    • コネクタ名称 : DB_JP2A (14pin ジャンパコネクタオス)

      Fig.5_10_8 DB_JP2Aのコネクタ形状(db_j14.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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
      LCD_DB1
      INOUT
      LCD データ 1
      2
      GND
      -
      GND
      9
      LCD_DB2
      INOUT
      LCD データ 2
      3
      Vo
      -
      LCD コントラストアドジャスト
      10
      LCD_DB3
      INOUT
      LCD データ 3
      4
      LCD_RS
      OUT
      LCD レジスタセレクト
      11
      LCD_DB4
      INOUT
      LCD データ 4
      5
      LCD_R/W
      OUT
      LCD リード・ライト
      12
      LCD_DB5
      INOUT
      LCD データ 5
      6
      LCD_E
      OUT
      LCD イネーブル
      13
      LCD_DB6
      INOUT
      LCD データ 6
      7
      LCD_DB0
      INOUT
      LCD データ 0
      14
      LCD_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)

      Fig.5_10_9 FPGA_JP60Cのコネクタ形状(jp26.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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
      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

    • コネクタ名称 : DB_JP2B (14pin ジャンパコネクタオス)

      Fig.5_10_10 DB_JP2Bのコネクタ形状(db_j14.jpg)
      * 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。

      Table.5_10_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。

      Table.5_10_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


  23. ドータボード−ロータリエンコーダ

    • コネクタ名称 : DB_RE1、DB_RE2(MOLEX 5045-04A)

      Fig.5_11_1 DB_RE1、DB_RE2のコネクタ形状(5045a-04.jpeg)

      Table.5_11_1 DB_RE1,DB_RE2のインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      CH_A
      IN
      チャネルB層の信号
      2
      CH_B
      IN
      チャンネルB層の信号
      3
      Vcc
      -
      +5V
      4
      GND
      -
      GND

    • コネクタ名称 : RE1_CN,RE2_CN (ロータリエンコーダコネクタ)


      Fig.5_11_2 RE1_CN,RE2_CNのコネクタ形状とコネクタケーブル形状(reconect.jpeg)

      Table.5_11_2 RE1_CN,RE2_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_REN 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。

      Table.5_11_3 DB_RE1,DB_RE2 と RE1_CN,RE2_CN のピン対応
      DB_RE1 RE1_DB
      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_RE2 RE2_DB
      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


  24. ドータボード−タッチセンサ

    • コネクタ名称 : DB_TSN (N =1 to 8) (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_12_1 DB_TSN のコネクタ形状(5045a-03.jpg)

      Table.5_12_1 DB_TSN 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 : Micro Switch N (N =1 to 8)(omronSS-5GL)

      Fig.5_12_2 Micro Switch N のコネクタ形状(ts.jpg)

      Table.5_12_2 Micro Switch N 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_TSN 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。

      Table.5_12_3 DB_TSN と Micro Switch N のピン対応
      DB_TS1 Micro Switch 1 DB_TS5 Micro Switch 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_TS2 Micro Switch 2 DB_TS6 Micro Switch 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_TS3 Micro Switch 3 DB_TS7 Micro Switch 7
      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_TS4 Micro Switch 4 DB_TS8 Micro Switch 8
      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


  25. ドータボード−赤外線センサ

    • コネクタ名称 : DB_IRSN (N =1 to 8) (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_13_1 DB_IRSN のコネクタ形状(5045a-03.jpg)

      Table.5_13_1 DB_IRSN のインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      GND
      -
      GND
      2
      Vcc
      -
      Vcc
      3
      Vo IN 赤外線受光信号

    • コネクタ名称 : IRSN_CN (N =1 to 8) (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_13_2 IRSN_CNのコネクタ形状(5045a-03.jpg)

      Table.5_13_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_IRSN とIRSN_DBに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

      Table.5_13_3 DB_IRSN と IRSN_CN のピン対応
      DB_IRS0 IRS0_CN DB_IRS4 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
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      1
      GND
      <-> 2 GND 1
      GND
      <-> 2 GND
      2
      Vcc
      <-> 3 Vcc 2
      Vcc
      <-> 3 Vcc
      DB_IRS1 IRS1_CN DB_IRS5 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
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      1
      GND
      <-> 2 GND 1
      GND
      <-> 2 GND
      2
      Vcc
      <-> 3 Vcc 2
      Vcc
      <-> 3 Vcc
      DB_IRS2 IRS2_CN DB_IRS6 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
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      1
      GND
      <-> 2 GND 1
      GND
      <-> 2 GND
      2
      Vcc
      <-> 3 Vcc 2
      Vcc
      <-> 3 Vcc
      DB_IRS3 IRS3_CN DB_IRS7 IRS7_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
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      3
      Vo
      <-> 1
      Vo
      1
      GND
      <-> 2 GND 1br> GND
      <-> 2 GND
      2
      Vcc
      <-> 3 Vcc 2
      Vcc
      <-> 3 Vcc


  26. ドータボード−白線センサ


    • コネクタ名称 : DB_LS n (n =1 to 4) (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_14_1 DB_LS n のコネクタ形状

      Table.5_14_1 DB_LS n のインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      Vo
      IN
      白線感知信号
      2
      GND
      -
      GND
      3
      Vcc - +5V

    • コネクタ名称 : LS_CN n (n =1 to 4) (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_14_2 LS_CN nのコネクタ形状

      Table.5_14_2 LS_CN nのインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      Vo
      OUT
      白線感知信号
      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_LS n とLS_CN nに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

      Table.5_14_3 DB_LS n と LS_CN nのピン対応
      DB_LS 1 LS_CN 1 DB_LS 3 LS_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
      Vo
      <-> 1
      Vo
      1
      Vo
      <-> 1
      Vo
      2
      GND
      <-> 2 GND 2
      GND
      <-> 2 GND
      3
      Vcc
      <-> 3 Vcc 3
      Vcc
      <-> 3 Vcc
      DB_LS 2 LS_CN 2 DB_LS 4 LS_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


  27. 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 (MOLEX 5045-05A)


      Fig.5_15_1 DB_MPCのコネクタ形状(5045a-05.jpg)

      Table.5_15_1 DB_MPCのインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      Vcc
      -
      +5V
      2
      L_OUT1
      OUT
      左PWM信号
      3
      R_OUT1
      OUT
      右方向信号
      4
      L_OUT2
      OUT
      左方向信号
      5
      R_OUT2
      OUT
      右PWM信号

    • コネクタ名称 : MPC_CN1 (MOLEX 5046-05A)

      Fig.5_15_2 MPC_CN1のコネクタ形状(5046a.jpg)

      Table.5_15_2 MPC_CN1のインターフェース
      ピン.No
      信号名
      I/O
      備考
      1
      L_OUT1
      IN
      左PWM信号
      2
      R_OUT1
      IN
      右方向信号
      3
      R_OUT2
      IN
      右PWM信号
      4
      L_OUT2
      IN
      左方向信号
      5
      Vcc
      -
      +5V

    • 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_MPCとMPC_DB に挿入する。
       接続時のピン対応は下表を参照。

      Table.5_15_3 DB_MPC と MPC_CN1 のピン対応
      DB_MPC MPC_CN1
      ピン.No
      信号名
      ピン.No
      信号名
      1
      Vcc
      <-> 5
      Vcc
      2
      L_OUT1
      <-> 1 L_OUT1
      3
      R_OUT1
      <-> 2 R_OUT1
      4
      L_OUT2
      <-> 4 L_OUT2
      5
      R_OUT2
      <-> 3
      R_OUT2


  28. ドータボード−電源ボード

    • コネクタ名称 : DB_PD (MOLEX 5045-03A)

      Fig.5_16_1 DB_PDのコネクタ形状(5045a-03.jpg)

      Table.5_16_1 DB_PD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_CN5 (MOLEX 5046-03A)

      Fig.5_16_2 PD_CN5のコネクタ形状(5046-3m.jpg)

      Table.5_16_2 PD_CN5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_PDとPD_DBに挿入する。接続時のピン対応は下表を参照。

      Table.5_16_3 DB_PD と PD_CN5 のピン対応
      DB_PD PD_CN5
      ピン.No
      信号名
      ピン.No
      信号名
      1
      -
      <-> 1 -
      2
      Vsig
      <-> 2
      Vsig
      3
      GND
      <-> 3 GND


  29. 電源ボード−モーターパワー制御ボード

    • コネクタ名称 : MPC_CN2 (MOLEX 53259-0220)

      Fig.5_17_1 MPC_CN2のコネクタ形状(53259-0220.jpg)

      Table.5_17_1 MPC_CN2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-CN4 (MOLEX 53259-0220)


      Fig.5_17_2 PD_CN4のコネクタ形状(53259-0220.jpg)

      Table.5_17_2 PD_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

    • 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_PDとPD_MPC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。

      Table.5_17_3 MPC_CN2 と PD_CN4 のピン対応
      MPC_PD PD_MPC
      ピン.No
      信号名
      ピン.No
      信号名
      1
      Vin
      <-> 1
      Vin
      2
      GND
      <-> 2 GND


  30. 電源ボード−バッテリー

    • コネクタ名称 : PD_CN1,PD_CN2 (MOLEX 53259-0220)

      Fig.5_18_1 PD_CN1,PD_CN2のコネクタ形状(53259-0220.jpg)

      Table.5_18_1 PD_CN1,PD_CN2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


      Fig.5_18_2 バッテリコネクタ 1,2のコネクタ形状(battery.jpg)

      Table.5_18_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_M.PD_VCC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。

      Table.5_18_3 PD_CN1,PD_CN2 とバッテリコネクタ 1,2のピン対応
      PD_M 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_VCC 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


  31. モーターパワー制御ボード−モーター

    • コネクタ名称 : MPC_CN3,MPC_CN4 (MOLEX 53259-0220)

      Fig.5_19_1 MPC_CN3,MPC_CN4のコネクタ形状(53259-0220.jpg)

      Table.5_19_1 MPC_CN3,MPC_CN4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 : M1,M2 (MAXONモータの端子)

      Table.5_19_2 M1,M2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_CN3,MPC_CN4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。

      Table.5_19_3 MPC_CN3,MPC_CN4 と M1,2 のピン対応
      MPC_CN3 M1
      ピン.No
      信号名
      ピン.No
      信号名
      1
      Vo1
      <-> 1
      Vo1
      2
      Vo2
      <-> 2 Vo2
      MPC_CN4 M2
      ピン.No
      信号名
      ピン.No
      信号名
      1
      Vo1
      <-> 1
      Vo1
      2
      Vo2
      <-> 2 Vo2



6.各部の詳細

  1. 標準MIRS基板

    • CPUボード仕様(現在作成中)
    • 可逆モータパワー変換ボード仕様
    • 赤外線センサボード取り扱い説明書
    • 電源ボード(PD)取り扱い説明書
    MIRSデータベースDBMDを参照。
  2. MIRS0205が作成する基板、回路

    IO制御ボードはFPGA内に構成した回路データとドータボード0205で構成される。
    1. FPGAボード内に構成する各モジュールの回路データ


        Fig.6_2_1 FPGA内回路ブロック図

      1. 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. タッチセンサ、パワーオン信号、EV制御信号処理モジュール : 8bitのタッチセンサ信号、1bitのパワーオン信号を16bitのTP信号としてCPUに出力する。CPUから送られてくる1bitのEV制御信号の出力制御を行う。タッチセンサ信号、パワーオン信号に変化が生じた時、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。
        • 5. 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割り込み信号を出力し、要求があれば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。
        • 6. 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接続する。
        • 7. ロータリーエンコーダ制御モジュール : ドーターボードを通して送られてくるロータリーエンコーダのデータを用いて、方向データ、カウント値を出力する。


      2. モジュール間インターフェース
        1. 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。

        2. アドレスデコーダ
          Table.6_1_2_1 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
          OUT
          16bit アドレスバス
          IOCS16
          OUT
          16bit I/Oサイクルに 1 ウェイトで応答
          LCD_ADD
          OUT
          LCD_Mセレクタ信号
          MPC_ADD
          OUT
          MPC_Mセレクタ信号
          USS_ADD
          OUT
          USS_Mセレクタ信号
          RE_ADD
          OUT
          RE_Mセレクタ信号
          TIP_ADD
          OUT
          TP_Mセレクタ信号
          IRS_ADD,IRS_RS
          OUT
          IRS_Mセレクタ信号

        3. 液晶ディスプレイ制御モジュール
          Table.6_1_2_2 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
          IB_SD 0 to 15
          OUT
          16bit データバス
          B_IORN
          IN
          I/Oリード・ストローブ
          B_IOWN
          IN
          I/Oライト・ストローブ
          B_RESET
          IN
          システム・リセット
          B_CLK
          IN
          システム・クロック 8MHz デューティ50%
          LCD_RS
          OUT
          レジスタ・セレクト
          LCD_R/W
          OUT
          リード・ライト
          LCD_E
          OUT
          イネーブル信号
          OB_DB 0 to 7
          OUT
          出力データ

        4. モータパワー制御モジュール
          Table.6_1_2_3 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
          IB_SD 0 to 15
          IN
          16bit データバス
          OB_SD 0 to 7
          OUT
          8bit データバス
          B_IORN
          IN
          I/Oリード・ストローブ
          B_IOWN
          IN
          I/Oライト・ストローブ
          B_RESET
          IN
          システム・リセット
          B_CLK
          IN
          システム・クロック 8MHz デューティ50%
          R_OUT1
          OUT
          MPC_DATA。オープンコレクタ出力
          R_OUT2
          OUT
          MPC_DATA。オープンコレクタ出力
          L_OUT1
          OUT
          MPC_DATA。オープンコレクタ出力
          L_OUT2
          OUT
          MPC_DATA。オープンコレクタ出力

        5. ロータリーエンコーダ制御モジュール
          Table.6_1_2_4 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
          方 向
          対 象
          概 要
          RE_X
          IN
          アドレスデコーダ モジュールセレクタ信号(Xカウンタ選択用)
          RE_Y
          IN
          アドレスデコーダ モジュールセレクタ信号(Yカウンタ選択用)
          SD 0 to 15
          INOUT
          ISA-Bus 16bit データバス
          IOR
          IN
          ISA-Bus I/Oリード・ストローブ
          IOW
          IN
          ISA-Bus I/Oライト・ストローブ
          RESET
          IN
          ISA-Bus システム・リセット
          CLK
          IN
          ISA-Bus システム・クロック 8MHz デューティ50%
          X_A,X_B
          IN
          ドーターボード Xカウンタ用2相信号入力端子
          Y_A,Y_B
          IN
          ドーターボード Yカウンタ用2相信号入力端子

        6. タッチセンサ、パワーボード信号、EV制御信号処理モジュール
          Table.6_1_2_5 タッチセンサ、パワーボード信号、EV制御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
          TP_DATA 0 to 15
          OUT
          16bit データバス
          B_IORN
          IN
          I/Oリード・ストローブ
          B_IOWN
          IN
          I/Oライト・ストローブ
          B_RESET
          IN
          システム・リセット
          B_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
          EV
          IN
          EV制御信号
          TS 0 to 7
          IN
          タッチセンサ信号

        7. 赤外線センサ信号処理モジュール
          Table.6_1_2_6 赤外線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
          IRS_DATA 0 to 15
          OUT
          16bit データバス
          OB_SD 0
          OUT
          モジュールリセット
          B_IORN
          IN
          I/Oリード・ストローブ
          B_IOWN
          IN
          I/Oライト・ストローブ
          B_RESET
          IN
          システム・リセット
          B_CLK
          IN
          システム・クロック 8MHz デューティ50%
          IRS 0 to 7
          IN
          赤外線センサ信号
          IRS_ADD
          IN
          赤外線センサ選択信号
          IRS_RS
          IN
          赤外線センサリセット信号

      3. ソフトウェアビジビリティ
        1. 液晶ディスプレイ制御モジュール
          Table.6_1_3_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.6_1_3_1_2 文字コード表

        2. モータパワー制御モジュール
          Table.6_1_3_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)

          * L2X ・・・ 左速度データ * R2X ・・・ 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

        3. ロータリーエンコーダ制御モジュール
          Table.6_1_3_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
          R
          ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          1
          W
          ロータリーエンコーダ1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
          R
          ロータリーエンコーダのカウント値を読みこむ
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          1
          W
          ロータリーエンコーダ2のカウントデータのリセット

          * D2x,D3x ・・・ ロータリーエンコーダカウント値データ


        4. タッチセンサ、パワーオン信号、EV制御信号処理モジュール
          Table.6_1_3_4 タッチセンサ、パワーオン信号、EV制御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
          PO
          EV
          '0'
          '0'
          '0'
          '0'
          '0'
          '0'
          TS8
          TS7
          TS6
          TS5
          TS4
          TS3
          TS2
          TS1
          R
          POはパワーオン信号、EVは電磁バルブ制御信号。
          TS*はタッチセンサの状態をそれぞれ示す。
          0142H
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          M
          R
          W
          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 ,EV, TS* ・・・ '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

        5. 赤外線信号処理モジュール
          Table.6_1_3_5 赤外線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
          F
          IRS3
          IRS2
          IRS1
          CP12
          CP11
          CP10
          CP9
          CP8
          CP7
          CP6
          CP5
          CP4
          CP3
          CP2
          CP1
          R
          IRSの状態を示す。
          CP*は各ポスト特有の信号を示す。

          また、IRS*は入ってきた信号のセンサ番号を示す。
          Fは信号の新旧を示すものであり、'1'ならば読み込まれていないデータであり。
          0152H
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          *
          1
          1
          1
          W
          選択したセンサからのデータを読み込む。

          IRS *・・・'1' : ON '0' : OFF ID * ・・・IRS0の符号データ F : FLAG・・・'1'未読 F : FLAG・・・'0'既読

        6. PIC回路
          Table.6_1_3_6 PICシリアル通信のソフトウェアビジビリティ
          レジスタ
          D7
          D6
          D5
          D4
          D3
          D2
          D1
          D0
          R/W
          機能説明
          TXREG
          '0'
          PSD16
          PSD15
          PSD14
          PSD13
          PSD12
          PSD11
          PSD10
          W
          PSD1の距離データ
          '0'
          PSD26
          PSD25
          PSD24
          PSD23
          PSD22
          PSD21
          PSD20
          W
          PSD2の距離データ
          '0'
          PSD36
          PSD35
          PSD34
          PSD33
          PSD32
          PSD31
          PSD30
          W
          PSD3の距離データ
          '0'
          PSD46
          PSD45
          PSD44
          PSD43
          PSD42
          PSD41
          PSD40
          W
          PSD4の距離データ
          '0'
          PSD56
          PSD55
          PSD54
          PSD53
          PSD52
          PSD51
          PSD50
          W
          PSD5の距離データ
          '0'
          PSD66
          PSD65
          PSD64
          PSD63
          PSD62
          PSD61
          PSD60
          W
          PSD6の距離データ
          '0'
          PSD76
          PSD75
          PSD74
          PSD73
          PSD72
          PSD71
          PSD70
          W
          PSD7の距離データ
          '0'
          PSD86
          PSD85
          PSD84
          PSD83
          PSD82
          PSD81
          PSD80
          W
          PSD8の距離データ

          ※ TXREGはシリアルで送信するデータを格納するためのレジスタ

    2. ドータボード
      1. 外形
        Fig.6_2_2_1 ドータボード外形図


      2. 詳細ブロック図
        Fig.6_2_2_2 ドーターボードのブロック図

        各ブロックの詳細
        1. LCDコントラストアドジャスト回路 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. 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。
        4. モータ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

      3. 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. 両面銅箔基板(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. 電源ボード基板パターン切断図
              3. 電源ボード基板布線表
          • 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

Table.7 エレクトロニクス部
Model 消費電力
CPUボード 5(V)*3.5(A)=12.5(W)
LCD 5(V)*0.6(mA)=3(W)
PSD 5(V)*50(mA)=0.25(W)
電磁弁 24(V)*87.5(mA)=2.1(W)
モーター関係 5(V)* ※1(A)=_(W)
その他ボード 不明
合計ピーク時電流 3638.1+α(mA)
このとき、電源が4[A]であるため、全体として4[A]以下に抑えるよう各ボードを作成する。

※1 モーター関係
回路系最大消費電流:4[A]
モーター駆動部分・・・ 1500×2=3000[mA](最大連続電流時)
13400×2=26800[mA](起動時)
1076[mA](最大効率時)


    関連文書

    参考文献 ・MIRS0001エレクトロニクス詳細設計書