沼津高専 電子制御工学科
MIRS9803エレクトロニクス詳細設計書
MIRS9803-ELEC-0001
改訂記録
版数 作成日 作成者 承認 改訂内容
A01 1999.5.25 馬場 佐野 初版
B01 1999.6.11 馬場 佐野 TSボードのインターフェイス、各部の詳細

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. Power Distributor
  5. インターフェース
    1. VMEバス
    2. CPUボード−MMIボード
    3. IOボード−IPボード(IP Digital48ボード,Rotary encoderボード)
    4. MMIボード - VMEラック
    5. MMIボード - MPUボード
    6. IOボード - ロータリーエンコダボード
    7. ロータリーエンコダボード - TSボード、ロータリエンコーダ
    8. TSボード - タッチセンサ
    9. IOボード−IOSubボード
    10. IOSubボード - VMEラック
    11. IOSubボード - 赤外線周辺回路
    12. IOSubボード−超音波センサ送受信回路
    13. IOSubボード−Power Distributor
    14. Power Distributor−VMEラック
    15. Power Distributor−MMIボード
    16. Power Distributor−電池
    17. Power Distributor−Motor
  6. 各部の詳細
    1. 標準MIRS基板
    2. ロータリーエンコーダボード
      1. 外形
      2. 詳細ブロック図
      3. タイミングチャート
      4. 主用部品
      5. 製造仕様書ツリー
    3. TSボード
      1. 外形
      2. 詳細ブロック図
      3. タイミングチャート
      4. 主用部品
      5. 製造仕様書ツリー
    4. Power Distributor
  7. 消費電力
  8. 参考資料

1.はじめに

本ドキュメントは、MIRS9803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

MIRS9803のエレクトロニクス部は、下記の点を除きすべて標準MIRSの回路基板を用いて構成される。標準MIRSでは勝敗判定装置を有していたがこれを廃し、標準MIRSのPower Distributorに停止スイッチを追加する。

3.構成

  1. 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 (Word Meta File

  2. 電源系統図
    図2に電源系統図を示す。
    図2.電源系統図 (Word Meta File

4.機能性能

  1. 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。
  2. ロータリエンコーダボード
    ロータリーエンコーダボードの機能説明

      ロータリーエンコーダボードは、ロータリーエンコーダ信号処理回路と
      タッチセンサ信号処理回路を1つにまとめ、Industry Packの形にしたもので、
       以下に示す機能を持つ。

    今回MIRS9803はこの標準のボードのチャッタレスの部分を取り除く。


  3. TSボード
    8個搭載しているタッチセンサからの8ビット(256通り)の信号を有益な3ビット(8通り)の情報を絞り出す回路である。


  4. Power Distributor
    MIRS9801 エレクトロニクス詳細設計書を参照。

5.インターフェース

  1. VMEラック−CPU、IOボード、MMIボード、IOSubボード
    CPU、IOボード、MMIボード、IOSubボード5スロットのハーフハイトVMEラックに搭載される。ただし、MMIボード、IOSubボードはVMEバスからは電源の供給をうけるのみである。各ボードは下記のようにVMEラックへ搭載する。
    VMEラック
    スロット番号
    搭載基板
    1
    CPUボード
    2
    MMIボード
    3
    IOボード
    4
    空き
    5
    IOsubボード
    IOsubボード 注)割り込みディジーチェーン用ジャンパをスロット2に挿入する。
    VMEバスの仕様は下記書籍を参照のこと。

    VME bus Archtecture Manual Revision C.3 (発行:VME MEMBER,発売:日本メディアプラン株式会社)

  2. CPUボード−MMIボード
    MMIボードはCPUとのインターフェースケーブルが直付けになっているので接続ケーブルは作成する必要はない。信号、ピン配置などはマンマシンインタフェースボード仕様(現在作成中)を参照のこと。

  3. IOボード−IPボード(IP Digital48ボード,Rotary encoderボード)
    IP Digital48ボードとRotary encoderボードはIP(IndustryPack)と呼ばれるIOボードのdaughter board(亀の子基板)である。
    搭載位置AにRotary encoderボードをBにIPDigital48を搭載すること。
    基板間のインターフェースは、IndustryPack Logic Interface Specification(現在作成中)を参照のこと。

  4. MMIボード - VMEラック
    コネクタ番号:MMI_CN1
    コネクタ形状:32ピンヘッダ型 DIN41612PCN10(AMP)
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
     abc abc
    No.方向内容内容内容No.方向内容内容内容
    1 未使用未使用未使用17-GND未使用未使用
    2 未使用未使用未使用18 未使用未使用未使用
    3 未使用未使用未使用19-GND未使用未使用
    4 未使用未使用未使用20 未使用未使用未使用
    5 未使用未使用未使用21 未使用未使用未使用
    6 未使用未使用未使用22 未使用未使用未使用
    7 未使用未使用未使用23 未使用未使用未使用
    8 未使用未使用未使用24 未使用未使用未使用
    9-GND未使用GND25 未使用未使用未使用
    10 未使用未使用未使用26 未使用未使用未使用
    11-GND未使用未使用27 未使用未使用未使用
    12 未使用未使用未使用28 未使用未使用未使用
    13 未使用未使用未使用29 未使用未使用未使用
    14 未使用未使用未使用30 未使用未使用未使用
    15-GND未使用未使用31 未使用未使用未使用
    16 未使用未使用未使用32INVccVccVcc

  5. MMIボード - MPUボード
    コネクタ番号:MMI_CN2
    コネクタ形状:40ピンヘッダ型 PS-40BD2-1(AMP)
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容No.ピン名称方向内容
    1  未使用21  未使用
    2H1OUT 22PB0OUT4ビットディップロータリースイッチ(0)
    3Tin 未使用23  未使用
    4H2IN 24PB1OUT4ビットディップロータリースイッチ(1)
    5ToutIN 25  未使用
    6PA0IN7Seg.-LEDdata(0)26PB2OUT4ビットディップロータリースイッチ(2)
    7  未使用27  未使用
    8PA1IN7Seg.-LEDdata(1)28PB3OUT4ビットディップロータリースイッチ(3)
    9  未使用29  未使用
    10PA2IN7Seg.-LEDdata(2)30PB4INテスト信号入力
    11  未使用31  未使用
    12PA3IN7Seg.-LEDdata(3)32PB5OUTテスト信号出力
    13  未使用33  未使用
    14PA4IN7Seg.-LED選択(下位)34PB6OUT勝敗判定装置ON/OFF信号
    15  未使用35   未使用
    16PA5IN7Seg.-LED選択(上位)36PB7 未使用
    17  未使用37  未使用
    18PA6INRed-LED38H3 未使用
    19  未使用39  未使用
    20PA7INGreen-LED40H4OUT 

  6. IOボード - ロータリーエンコダボード
    コネクタ番号:J3
    コネクタ形状:50ピンヘッダ型 173279-3(AMP)
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容No.ピン名称方向内容
    1GND-GND26GND-GND
    2CLKIN(8MHz)27VccIN+5V
    3BRESET*INCPUリセット信号28PWR*-未使用
    4D00OUTデータ0ビット29IDA*-未使用
    5D01OUTデータ1ビット30H1-未使用
    6D02OUTデータ2ビット31MEMSELA*-未使用
    7D03OUTデータ3ビット32H2-未使用
    8D04OUTデータ4ビット33INTSELA*INInterrupt Cycle信号
    9D05OUTデータ5ビット34H3-未使用
    10D06OUTデータ6ビット35IOSELA*INI/O Cycle信号
    11D07OUTデータ7ビット36H4-未使用
    12D08-未使用37ADDR1INAddress1ビット
    13D09-未使用38H5-未使用
    14D10-未使用39ADDR2INAddress2ビット
    15D11-未使用40H6-未使用
    16D12-未使用41ADDR3INAddress3ビット
    17D13-未使用42IRQA0*OUTInterrupt信号(割込みレベル4)
    18D14-未使用43ADDR4-未使用
    19D15-未使用44IRQA1*-未使用
    20BS0*INバイトリセット(下位)45ADDR5-未使用
    21BS1*INバイトリセット(上位)46H7-未使用
    22V-IN 47ADDR6-未使用
    23V+IN 48ACKA*OUTAcknowledge
    24VccIN+5V49+5PSTBT-未使用
    25GND-GND50GND-GND

  7. ロータリーエンコダボード - TSボード、ロータリエンコーダ(IOボードを通過)
  8. TSボードコネクタ - タッチセンサ
    コネクタ番号:TSL_CN1
    コネクタ形状:26ピンヘッダ型 PS-26PE-D4LT1-PN1
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容No.ピン名称方向内容
    1Trs*IN右側タッチセンサON信号14TMLs*IN中央左タッチセンサON信号
    2GND-GND15GND-GND
    3Trs*IN右側タッチセンサOFF信号16TMLs*IN中央左タッチセンサON信号
    4TRRs*IN右端タッチセンサON信号17TLs*IN左タッチセンサON信号
    5GND-GND18GND-GND
    6TRRr*IN右端タッチセンサOFF信号19TLr*IN左タッチセンサOFF信号
    7TRs*IN右タッチセンサOFF信号20TLLs*IN左端タッチセンサON信号
    8GND-GND20GND-GND
    9TRr*IN右タッチセンサOFF信号22TLLr*IN左端タッチセンサOFF信号
    10TMRs*IN中央右タッチセンサON信号23Tls*IN左側タッチセンサON信号
    11GND-GND24GND-GND
    12TMRr*IN中央右タッチセンサOFF信号25Tlr*IN左側タッチセンサOFF信号
    13GND-GND26GND-GND

  9. IOボード−IOSubボード
    コネクタ番号:IOS_CN2
    コネクタ形状:50ピンヘッダ型 PS-50BD2-1(航空電子)
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容No.ピン名称方向内容
    1PA0IN右PWM方向データ26PA0OUT超音波センサ選択信号
    2PA1IN右速度データ0ビット27PA1OUT超音波センサ選択信号
    3PA2IN右速度データ1ビット28PA2INアンダーフロー信号
    4PA3IN右速度データ2ビット29PA3 未使用
    5PA4IN右速度データ3ビット30PA4INセンサ選択信号
    6PA5IN右速度データ4ビット31PA5INセンサ選択信号
    7PA6IN右速度データ5ビット32PA6 未使用
    8PA7IN右速度データ6ビット33PA7 未使用
    9PB0IN左PWM方向データ34PB0OUT赤外線信号
    10PB1IN左速度データ0ビット35PB1OUT赤外線信号
    11PB2IN左速度データ1ビット36PB2OUT赤外線信号
    12PB3IN左速度データ2ビット37PB3OUT赤外線信号
    13PB4IN左速度データ3ビット38PB4OUT赤外線信号
    14PB5IN左速度データ4ビット39PB5OUT赤外線信号
    15PB6IN左速度データ5ビット40PB6OUT赤外線信号
    16PB7IN左速度データ6ビット41PB7OUT赤外線信号
    17PC0OUT右PWM方向データ42GND-GND
    18PC4 未使用43H1OUT超音波割込要求信号
    19PC1OUT左PWM方向データ44GND-GND
    20PC5 未使用45H2IN超音波送信トリガ
    21PC2/Tin 未使用46PC2/TinIN超音波カウンタスタート
    22PC5 未使用47H3OUT割込み要求信号
    23PC3/ToutINカウンタのCLK48PC3/ToutOUTアンダーフロー信号
    24PC7 未使用49H4IN割込み許可信号
    25GND-GND50GND-GND

  10. IOSubボード - VMEラック
    コネクタ番号:IOS-CN1
    コネクタ形状:32ピンヘッダ型 174112-1
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
     abc abc
    No.方向内容内容内容No.方向内容内容内容
    1 未使用未使用未使用17-GND未使用未使用
    2 未使用未使用未使用18 未使用未使用未使用
    3 未使用未使用未使用19-GND未使用未使用
    4 未使用未使用未使用20 未使用未使用未使用
    5 未使用未使用未使用21 未使用未使用未使用
    6 未使用未使用未使用22 未使用未使用未使用
    7 未使用未使用未使用23 未使用未使用未使用
    8 未使用未使用未使用24 未使用未使用未使用
    9-GND未使用GND25 未使用未使用未使用
    10 未使用未使用未使用26 未使用未使用未使用
    11-GND未使用未使用27 未使用未使用未使用
    12 未使用未使用未使用28 未使用未使用未使用
    13 未使用未使用未使用29 未使用未使用未使用
    14 未使用未使用未使用30 未使用未使用未使用
    15-GND未使用未使用31 未使用未使用未使用
    16 未使用未使用未使用32INVccVccVcc

  11. IOSubボード−超音波センサ送受信回路
  12. IOSubボード - 赤外線周辺回路
    • IOSubボードコネクタ コネクタ番号:IOS_CN4
      コネクタ形状:16ピンヘッダ型 PS-16PE-D4LT1-PN1(航空電子)
      コネクタピン番号呼称:

      コネクタピン信号名機能:
      No.ピン名称方向内容No.ピン名称方向内容
      1I1IN赤外線信号9I5IN赤外線信号
      2VccOUTVcc10VccOUTVcc
      3I2IN赤外線信号11I6IN赤外線信号
      4GND-GND12GND-GND
      5I3IN赤外線信号13GND-GND
      6VccOUTVcc14GNDOUTVcc
      7I4IN赤外線信号15GND-GND
      8GND-GND16GND-GND

  13. 赤外線周辺回路基板コネクタ
    コネクタ番号:AC1〜3_CN1
    コネクタ形状:4ピンヘッダ型 5045-04A(MOLEX)
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容備考
    1SiOUT赤外線受光信号変調後
    2VccIN  
    3Si+1OUT赤外線受光信号変調後
    4GND-  

  14. 赤外線受光素子コネクタ
    コネクタ番号:INF1〜6_CN1 
    コネクタ形状:3ピンヘッダ型 5045-03A(MOLEX))
    コネクタピン番号呼称:

    コネクタピン信号名機能:
    No.ピン名称方向内容備考
    1VoOUT赤外線受光信号変調前
    2GND-  
    3VccIN  

  15. ケーブル
    16芯フラットケーブルの片側は16ピンヘッダコネクタ(メス)に圧着、もう片側は4本づつ裂き、それぞれにMolex5045用コンタクトを圧着し下表のような接続になるよう5045-04用ハウジングに挿入する。
    IOSub-CN4
    pin no.
    ピン名称赤外線周辺回路1-CN1
    pin no.
    ピン名称
    1l11Vcc
    2Vcc2S0
    3l23S1
    4GND4GND
    赤外線周辺回路2-CN1
    pin no.
    5l31Vcc
    6Vcc2S0
    7l43S1
    8GND4GND
    赤外線周辺回路3-CN1
    9l51Vcc
    10Vcc2S0
    11l63S1
    12GND4GND
    13GND
    14GND
    15GND
    16GND

  16. IOSubボード−Power Distributor
    コネクタ番号:IOS_CN5
    コネクタ形状:5ピンヘッダ型 5046-05A(MOLEX)
    コネクタピン番号呼称:


  17. Power Distributor−VMEラック

  18. Power Distributor−MMIボード

  19. Power Distributor−電池

  20. Power Distributor−Motor

    Power Distributor(12.〜16.)は MIRS9801 エレクトロニクス詳細設計書を参照。

6.各部の詳細

  1. 標準MIRS基板
    MIRSデータベースDBMDを参照。
  2. ロータリーエンコーダボード
      
    1. 外形

      8KB


      図3.ロータリーエンコーダボード外形図 (Word Meta File

          
    2. 詳細ブロック図
      8KB


      図4.ロータリーエンコーダボード詳細ブロック図 (Word Meta File


               
    3. 製造仕様書ツリー
        ロータリーエンコーダボード基板製造仕様書ツリー
      •  ロータリーエンコーダボード基板製造仕様書
        • 標準MIRS ロータリーエンコーダボード
        • ロータリーエンコーダボード改造仕様書
        • ロータリーエンコーダボード基盤取扱説明書
          • ロータリーエンコーダボード仕様書
          • ロータリーエンコーダボード基板外形図
        • ロータリーエンコーダボード基板試験仕様書
          • ロータリーエンコーダボード回路図
          • ロータリーエンコーダボード基板パターン図


  3. TSボード

    1. 外形
      図6.TSボード外形図 (Word Meta File

      ボード仕様

      サイズ100×100[mm]
      使用IC74LS279,PLD(LATTICE GAL16V8)
      電源5[V]
      使用電流90[mA]

    2. 詳細ブロック図
      図7.TSボード詳細ブロック図 (Word Meta File


      @チャタリング除去回路
      チャタリングを除去する。
      A 8個のタッチセンサからの信号から有益な3ビット(8通り)の情報を絞り出す回路である。

      タッチセンサに論理変数を割り当て、下の表の情報だけを取り出し、他の入力を無視する。


      X1 X2 X3 X4 X5 X6Y1 Y2 Y3
      0  0  0  0  0  00  0  0
      1  0  0  0  0  00  0  1
      1  1  0  0  0  00  1  0
      0  1  1  0  0  00  1  1
      0  0  1  1  0  01  0  0
      0  0  0  1  1  01  0  1
      0  0  0  0  1  11  1  0
      0  0  0  0  0  11  1  1

      タッチセンサを右からT1からT8とし、
      X1=T2,X2=T3,X3=T1+T4, X4=T5+T8,X5=T6,X6=T7

    3. タイミングチャート
      図8.TSボードタイミングチャート図 (Word Meta File

    4. 主用部品
      • PLD(LATTICE GAL16V8) ×2
      • 74LS279 × 2
      • 集積抵抗 ×2
      • 5ピンコネクタ × 1
      • 26ピンコネクタ × 1

    5. 製造仕様書ツリー TSボード基板製造仕様書ツリー
      • TSボード
        • TSボード基板組み立て図
          • TSボード(基板)
            1. 両面銅箔基板(100x100)(購入品)
            2. CAMデータ
          • IC、抵抗などの部品
          • 改造仕様書
            1. TSボード外形改造図
            2. TSボード基板パターン切断図)
            3. TSボード基板布線表
        • TSボード基板取扱説明書
          • TSボード回路図
          • TSボード基板外形図
          • TSボード基板パターン図
        • TSボード基板試験仕様書
          • TSボード回路図
          • TSボード基板外形図
          • TSボード基板パターン図

  4. Power Distributorは MIRS9801 エレクトロニクス詳細設計書を参照。

7.消費電力

3.5[A]以下

関連文書