SCE1-01
取扱説明書
目次
使用上の注意
梱包内容の確認
各部の名称と役割
1. 製品概要
2. セットアップ
3. 端子等価回路
4. 接続方法
5. 制御ソフトウェアの操作方法
6. 仕様一覧
7. 製品に関するお問い合わせ
ご使用前の確認
・使用前に保存や輸送による故障が無いことを確認してからご使用下さい。 故障を確認した場合は当社にご連絡下さい。 ・ケーブル等の被覆が破れたり、金属が露出していないか、使用前にご確認下さい。 損傷がある場合は故障の原因になるおそれがありますので、弊社指定のものと交換して下さい。 本製品を安全に使用いただくために、また機能を十二分にご活用いただくために、下記の注意事項をお守り下 さい。本製品の設置について
使用温度範囲 0~60℃、90%RH以下(結露しない事)本製品の取扱について
!警告 ・本モジュールを濡らしたり、濡れた手で扱わないで下さい。 ・改造は絶対にしないで下さい。 !注意 ・本モジュールの損傷を防ぐため、運搬および取扱いの際は振動、衝撃を避けて下さい。ケーブル類の取り扱いについて
!注意 ・ケーブル類の被覆に損傷を与えない為、踏んだり、挟んだりしないで下さい。 ・断線による事故を防ぐため、ケ-ブルの付け根を折ったり、コネクタを持たずに引張ったりしないで下さい。外部機器等と接続する前に
・本製品を外部機器等と接続する前に、本製品で設定する電圧と接続先の機器類の電圧が一致している事を 確認して下さい。 ・異なった電圧で使用されますと、本製品、または接続先の機器類の破損、もしくは電気事故の原因となります。本製品を保管する時
・保存温度範囲は-5℃~80℃、90%RH以下です。梱包内容の確認
ご使用前に添付品をご確認ください。 ・SCE1-01 本体
・USBケーブル( TypeA,オス Type ミニB オス ) 約1.5 m
・20芯フラットケーブル ( ユーザデバイス接続側は、ばら線) 約20 cm ・保証書
梱包内容の確認
各部の名称と役割
本体ケース 通気口 (ふさがないで下さい。 また、異物が内部に入ら ない様にして下さい。) 電源ランプ(LED) (通常は緑の点滅 (約2秒)です) フラットケーブルコネクタ (20P) フラットケーブルコネクタ の端子配列表 フラットケーブルコネクタ の端子アサイン表SCE1-01は、パーソナルコンピューター上で動作する制御ソフトウェアと、シリアル通信を行うハードウェアによっ て構成される、シリアル コミュニケーション エミュレーター システムです。 本製品専用の制御ソフトウェアは、Windows環境で動作するユーザーインターフェースプログラムで、この制御ソ フトウェアによって本製品のハードウェアの全ての制御を行います。(但し、Windows 8/8.1 (64bit) は非対応) 制御ソフトウェアと本製品のハードウェアとの間の通信はUSB互換の通信手段を採用しています。また、ハード ウェアに必要な電源は、USBホストから供給される+5Vのみです。 ハードウェアには外部に電源を供給するレギュレータを搭載しているので、本製品の規格の範囲であれば、シリ アル通信の接続先の機器類やその他の機器類への電源供給が可能です。なお、本製品の電源出力端子を通 して外部の電源を本製品に供給することは出来ません。 本製品は、広く普及しているシリアル通信規格であるSPI、およびI2Cのほか、ユーザーがシリアルインタフェース のパルスパターンを自由に定義することができる “フリーSIOモード” を搭載しています。 これら3つの通信方法の中から1つを選択して使用します。同時に複数の通信方法を動作させることは出来ませ ん。 また本製品には通信インタフェースの他に、外部に電源供給するための可変電圧レギュレータを搭載していま す。負荷電流は最大100mA(※2)まで可能、供給電圧は1.5~5.5Vの範囲で設定可能です。
1.2 機能
1.1 システムの構成
各種電子機器、モジュール、マイクロプロセッサやASSP等の電子デバイスの多くには、シリアルインタフェース を通して外部とデータ転送を行う機能が搭載されています。 SCE1-01の機能は、シリアルインタフェースによる上記電子機器類とPC間のデータ転送です。 SCE1-01は、シリアルインタフェースの標準規格として広く普及しているSPIおよびI2Cの機能(※1)を搭載して いるほか、お客様独自の特殊仕様にも対応できる様な自由度のある「フリーSIOモード」を搭載しています。 また、フリーSIOモードの拡張機能としてリピートモードを搭載しています。リピートモードは、お客様が作成した 任意のパルス波形をリピート出力することが出来ますので、パルス信号源としてご利用いただけます。 このほか、本製品のドライバ回路に供給する電源を外部にも出力していますので、簡易な可変電圧電源として ご利用いただくことができます。1.製品概要
1.2.1 フリーSIOモード
非常に汎用性の高い、クロック同期のシリアルインタフェースです。 フリーSIOモードで使用する端子は、 ・SCK(FREE) : シリアルクロック ・FSYNC(FREE) : フレーム同期信号 ・SDO(FREE) : シリアルデータ(送信) ・SDI(FREE) : シリアルデータ(受信) および共通電源出力端子の VDD_OUT です。 フリーSIOモードの特徴は、 (1) 1回の送/受信データ長(ビット数)が1~1280ビットの範囲で任意に設定できます。 (2)通信速度が200bps~1Mbpsの範囲で任意に設定できます。(※3、4) (3)入出力信号のローレベル電圧は0V、ハイレベル電圧はVDD_OUTの設定電圧であり、VDD_OUTの電圧は 1.5~5.5Vの範囲で任意に設定できます。 (4) FSYNCは、便宜上フレーム同期信号として定義していますが、仕様はSDOと全く同じです。 したがって、 互いに独立したSDOが2系統あり、それぞれ独立にデータ設定が可能であるとご理解ください。 (5) 1~1280ビットの範囲で設定された任意長通信ワードを、間隔を開けずに繰り返し続けるリピートモード を搭載しています。(※5) (6) SCK、FSYNC、SDO、SDIは、それぞれ個別に論理の正/反転を選択することができます。 また、SDI入力データのサンプリングは本製品のSCKに同期して行われますが、SCKのライズエッジでサンプ リングするか、フォールエッジでサンプリングするかを選択することができます。 (7) アイドリング状態(SIO動作やリピート動作を行っていないとき)のSCK、FSYNC、SDOの出力値(H/L)を、 各端子毎に個別設定できます。 (8) SDI端子には内蔵プルアップ抵抗を接続することができます。 (9) FSYNC、SDO、SDIの端子に現れるデータの時間順序と、制御ソフト上に表示されるデータとの対応関係、 即ちMSBファースト/LSBファーストを選択できます。(この設定は3端子連動です) (10)FSYNC、SDO、SDIの出力状態をHi-Zにするコネクト・オフ機能が有ります。外部機器等との配線接続 作業中に出力端子に電圧を印加したく無い場合に有効です。(※6) 本製品の動作は、内蔵されているプロセッサによって制御されていますので、通信速度はアナログ的に連続 した設定が出来る訳では無く、プロセッサのクロック周波数に依存します。SDOおよびFSYNCの1ビットのサイ クル、およびSCKの1サイクル時間は、8MHzの周期(=125ns)の整数倍となります。設定した通信速度の ビット周期が125nsの整数倍に完全一致しない場合は、この制約の中で設定値に近い値に丸められます。 VDD_OUTが2V未満の場合は、200kbpsを超える動作を保証していません。 ※3 ※41.2.2 I
2C
I2Cのマスターモードおよびスレーブモードに対応しています。 ただし、スレーブ選択アドレスのビット数は7ビットのみです。 転送速度は、100kbpsと400kbpsの何れか選択となります。 信号レベルは、3.3Vと5Vの何れか選択となります。1.2.3 SPI
SPIのマスターモードに対応しています。 転送速度は、100kbpsと400kbpsの何れか選択となります。 信号レベルは、3.3Vと5Vの何れか選択となります。2.1 ご購入後の最初の作業
最初に、エミュレータ動作用フォルダの生成と、SCE1-01ハードウェアとパソコンの接続作業(シリアル通信ドラ イバのインストール)を行います。2.セットアップ
セットアップ概要 1. マックエイトのホームページからインストーラをダウンロードして、実行する。( 2.1.1, 2.1.2参照 ) → エミュレータ制御用、デバイスドライバインストール用のフォルダが生成されます。 2. Windowsのデバイスマネージャを表示する。( 2.1.3 参照 ) 3. エミュレータをパソコンに接続してデバイスマネージャの“ポート(COMとLPT)”に USB Serial Port(COM) ( Windows 7/ 8.1 の場合 )USB シリアルデバイス(COM) ( Windows10 の場合 )
が、COMポートとして登録されていることを確認する。 ( 2.1.3.2, 2.1.3.3 参照 )
COMポートと
して登録され
ている?
4. デバイスマネージャに新しく登録された“?”、“!”マークの付いたデバイスを 右クリックして「ドライバの更新」を実行する。( 2.1.3.3 参照 ) セットアップ完了!Yes
No
*COMポートの登録が上手くいかない場合は、デバイスマネージャに登録された デバイスを右クリックして「削除」し、USBケーブルを抜いて、再度挿して “上記項目3”より再度実行してみてください。2.1.1 必要なファイルの取得と展開
次に、C:ドライブに保存した Mac8EmulatorInstaller.zip をダブル クリックすると下の様なフォルダが表示されます。 Zipファイルが展開されてない場合、下の様な警告が出ることが 有りますが、この場合は「すべて展開」を選択して下さい。 マックエイトのホームページよりインストーラファイルと、SCE1-01制御用アプリケーションプログラムをダウン ロードします。 マックエイトの下記ホームページにアクセスして下さい。 http://www.mac8.co.jp/electro/SCE101.html ここから、インストーラーファイル Mac8EmulatorInstaller.zip をダウンロードしてCドライブ(C:¥)に置いてくださ い。 同様に、制御用アプリもダウンロードしますが、インストーラーによってアプリを置くフォルダが作成される までは適当なフォルダーに一時保管するか、インストール後に改めてダウンロードして下さい。 制御用アプリのファイル名は、Mac8 Emulator for Win78***.exe ・・・Windows 7/ 8.1 の場合 Mac8 Emulator for Win10 ***.exe ・・・Windows 10の場合
2.1.2 インストール
展開したフォルダ内の” MakeUpEmulator.exe”をダブルクリックして 実行して下さい。 *実行する前に、このファイルを右クリックしてプロパティを開き“全 般タグ”にある“ブロック解除”の設定をしてください。 ダウンロードした実行ファイルなのでこのまま実行すると、セキュリ ティ関連の警告が出ます。但し、そのまま継続実行することも出来ま す。 右の様な表示が出ましたら、Yesを選択して下さい。 必要なフォルダーが作成されます。2.セットアップ
Mac8Emulatorフォルダーの下に、右図の様なフォルダーが作成さてい ます。 ・C:¥Mac8Emulator¥FreeProtocolParameter フォルダ内には ParamData.csv があります。・C:¥Mac8Emulator¥USB Serial inf フォルダ内には mchpcdc.inf があります。 他のフォルダ( LogFile、TestData )は、インストール時点ではファイ ルはありません。ユーザーデータの保存領域です。 次に、C:¥Mac8Emulator の直下に、先にダウンロードした(または、 改めてマックエイトのホームページよりダウンロードした)制御用アプ リ(前ページ参照)を置いて下さい。
2.1.3 ハードウェアの接続
SCE1-01のハードウェア本体をUSBケーブルにてPC(パソコン)に接続して下さい。 ( USB Hub などを経由しないでください ) 正常に接続できたことを確認する手段として、PCの“デバイスマネージャ”機能を使うと便利です。ここではデバ イスマネージャーを使った手順を説明します。 まず、まずデバイスマネージャを立ち上げます。 フォルダ表示画面にて、“コンピュータ” を選択し、 右クリックすると“管理、名前の変更、プロパティ” などの メニューが表示されるので、“管理”をクリック して下さい。 “コンピュータの管理“ 画面が起動されるので、 ”デバイスマネージャー” をクリックして下さい。 SCE1-01が、正しく接続されると右図の“ポート(COM とLPT)” に表示されるので、ここをチェックします。 *エミュレータを接続してない時は、 “ポート(COMと LPT)” の表示が無い場合もあります。2.1.3.1 デバイスマネージャの表示例 ( Windows7の場合 )
2.セットアップ
SCE1-01とPCをUSBケーブルで接続すると、約1分ほ どで右図の様にポート(COMとLPT)に “USB シリアル デバイス(COM ” が表示されます。2.1.3.2 デバイスマネージャの表示例 ( Windows10の場合 )
*****
注意! Windows8.1( 64bit ) は、非対応右図のように、ポート(COMとLPT)に “USB Serial Port(COM*)” が表示されれば正しく接続されています が、“ほかのデバイス” に マークが新規表示された 場合は、手動で通信用ドライバをインストールする必要 があります。 正しく接続できなかった場合(初めての接続時は必ずこ うなります) マークのデバイスを選択し、右クリック して 「ドライバーの更新」 「ドライバーソフトウェアを手動で検索」 を行います。
2.1.3.3 デバイスマネージャの表示例(WindowsWindows7(32/64 bit)、Windows8.1(32bit)の場合)
「参照」ボタンをクリックし、インストーラーで生成した(2.1.2 参照) C:¥Mac8Emulator¥USB Serial inf
を選択します。 「次へ」ボタンをクリックします。 以上でインストール作業は、終了です。 右図のような“警告”が出ますが、 「このドライバソフトウェアをインストールします」を選択し てください。 *マイクロソフトが提供しているドライバを使用する ので問題ありません。 「次へ」ボタンをクリックします。 1~2分ほど待つと、右図のような表示が出て、デバイス マネージャのポート(COMとLPT)にも“USB Serial Port” が表示されます。
3.1 フリーSIOモード
3.端子等価回路
VDD_OUTは、電源ON時1.5V、 Connect Onの履歴が有ると、最後に設定したI/Fレベル設定値(1.5~5.5V)を出力します。3.1.1 Connect Off 時
16 SCK(FREE)
17 FSYNC(FREE)
18 SDO(FREE)
19 SDI(FREE)
1 VDD OUT 1.5~5.5V
SCE1-01
1MΩ 1MΩ Hi-Z16 SCK(FREE)
17 FSYNC(FREE)
18 SDO(FREE)
19 SDI(FREE)
1 VDD OUT 1.5~5.5V
SCE1-01
1MΩ VDD_OUTは、I/Fレベル設定値(1.5~5.5V) を出力します。3.1.2 Connect On 時
3.2 I
2C、SPI
VDD_OUTは、電源ON時1.5V、 Connect Onの履歴が有ると、最後に設定したI/Fレベル設定値(3.3 or 5 V) を出力します。3.2.1 Connect Off 時
VDD_OUTとマイコン電圧は、I/Fレベル設定値(3.3 or 5 V) を出力します。 通信ラインの内蔵プルアップ抵抗は、4.7 kΩなので、必要に応じてプルアップ抵抗を付加してください。 * I2C Masterモードでは、 内蔵プルアップ抵抗のOn/Off 制御ができます。3.2.2 Connect On 時
13 SPI SDO
11 SPI SCK / I2C SCL
12 SPI SDI / I2C SDA
4 GPIO 0
5 GPIO 1
8 CS 0 ( SPI 用 )
9 CS 1 ( SPI 用 )
1 VDD_OUT 1.5/ 3.3/ 5 v
SCE1-01
1MΩ11 SPI SCK / I2C SCL
12 SPI SDI / I2C SDA
4 GPIO 0
5 GPIO 1
8 CS 0 ( SPI 用 )
9 CS 1 ( SPI 用 )
1 VDD_OUT 3.3/ 5 v
マ
イ
コ
ン
SCE1-01
1MΩ 4.7 kΩ4.1
4.接続方法
SCE1-01
外部機器
USBケーブル 20芯フラットケーブル 20cm 重要! ・パソコンとエミュレータは、USB Hub などを経由しないで直接 接続してください。 直接接続でない場合は、動作の保証はできません。 ・パソコンにSCE1-01を複数台接続することは出来ません。・フリーSIOモードと I2C/ SIOモードは、同時使用できませんので、未使用モード関連の配線を 外しておいてください。
パソコン
C ドライブを使用
電源投入後 USBコネクタ横のLEDが点滅(緑) 本製品から外部機器に対し VDD_OUT(コネクタ 1pin)から、設定した 電圧を供給することができます。 (但し、負荷電流は、最大 100 mA 1.2 参照 ) 設定電圧: フリーSIOモードは、 1.5 ~ 5.5 V I2C / SIO モードは、 3.3 / 5 V *VDD_OUT は、電源投入後 1.5 V の電圧が出ます。 その後、各種通信モードを選択後、主画面の [ Connect ] をクリックすると、 設定電圧が出力されます。 注意! 本製品と外部機器との使用電圧が一致している事を確認して下さい。 フリーSIOモードでは、GPIOポート(Pin4, 5)は、電圧レベルの差が発生する可能性がありますので 接続をしないでください。5.1 起動
SCE1-01をPC(パソコン)に接続し、 “Mac8Emulator.exe ” をダブ ルクリックしてシリアル通信エミュレータを起動して下さい。 注) 初めてMac8Emulator.exeを実行する前に、このファイルを 右クリックしてプロパティを開き“全般タグ”にある “ブロック解除”の設定をしてください。 ダウンロードした実行ファイルなのでこのまま実行すると、 セキュリティ関連の警告が出ます。但し、警告が出てもそのまま 継続実行することも出来ます。5.1.1 アプリの起動
5.1.2 エミュレータと接続
エミュレータ制御ソフトが起動すると、右図の様な 主画面が現れます。 エミュレータと接続ボタン をクリックす します。正常に接続出来た場合は、ログ表示画面 に 「エミュレータと接続しました」 と表示されます。 *接続に失敗した場合は、再度 エミュレータと接続ボタン をクリックするか、USBケーブルを一度 PCから外した後、再度接続して エミュレータと接続]をボタン をクリックして下さい。 → 正しくポートが認識されるまでに1分ほどかかることがあります。→ 失敗を繰り返す場合は、デバイスマネージャで、Windows7/8.1 の時 USB Serial Port (COM*) 、 Windows10の時USBシリアルデバイス(COM*) が認識されているか確認してください 。
5.1.2 通信方式の選択
4つの通信方式
5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2 フリーSIOモード
フリーSIOモードで使用する主画面の機能は図のとおりです。5.2.1.1 主画面
ユーザインタフェースの主画面でエミュレータと の接続を確立したあと、通信方式からフリーSIO モードを選択し、通信方式確定ボタン をクリックすると、副画面(フリーSIOモードの設 定画面)が起動します。5.2.1 操作画面
ユーザインタフェースのアプリケーションソフトを 終了するには、アプリ終了ボタン を クリックします。 CONNECTボタンは、SCK、FSYNC、 SDOの各出力状態を切り替えます。 DISCONNECT状態ではHi-Zとなり、 CONNECT状態では出力レベルや パルスを出力することができます。 ボタンを押す度に交互に切り替わ ります。 受信データReadボタンは、本体 ハードウェアのメモリに格納された データをログ表示ウィンドウに表示 します。 シリアル受信データはアドレス160h ~1FFhに格納されます。ボタンの 下の指定欄に読み込みたいByte 数を10進値で入力すれば、受信 データを取得できます。 このボタンを押すとリピートモード に入ります。 再びこのボタンを押すと、リピート モードが終了します。 本製品の動作を全て終了し、この アプリケーションソフトが閉じます。 ここに送信データ(SDO、FSYNC)を 入力します。ヘキサ表記で入力し、 バイト単位でカンマで区切ります。 背景が青い行は、現在選択されて いる事を示します。選択されてい る行は、データの修正や送信の対 象です。 行をクリックすれば任意の行が選 択できます。 シリアル通信の機能を、 ・送信のみ(Send) ・受信のみ(Receive) ・送受信同時動作(Snd+Rcv) から選択します。 このボタンを押すと、シリアル通信 動作を1回実行します。 下のウィンドウで選択されたデー タに対して、右のボタンで選択した 動作を行います。 ログ表示ウィンドウです。 シリアル受信データをメモリから読み出すと、このウィンドウに 受信データがヘキサ表記で表示されます。 ログ表示ウィンドウの内容を、 ファイル名を指定してPCの ディスクに保存します。 ログ表示画面を クリアします。 送信データを、デジタルパルス波 形のイメージで表示します。フリーSIOモードで使用する設定画面の機能は図のとおりです。
5.2.1.2 設定画面
シリアル通信の1ワードのビット数を、1~1280 の範囲の10進数で直接入力します。 シリアル通信速度(bit/secの値)の1/100を10進数で直接入力し ます。 本製品の通信速度は、200bps~1Mbpsの範囲ですので、ここに 入力できる数値の範囲は、2~10000です。 なお、リピートモードは200kbpsを超える通信速度に対応していな いので、200k~1Mbpsの設定は全て200kbpsで動作します。 アイドリング状態の時に、3つの出 力端子(SCK、FSYNC、SDO)が出力 する論理レベルを、端子毎にボタ ン で選択します。 各ボタンに対応する信号は、ボタン 上方の黒地枠に示しています。 シリアル通信動作中およびリピート モードの動作中に、3つの出力端 子(SCK、FSYNC、SDO)が出力する パルスパターンの論理の正転と反 転の選択をボタン で行います。 なお、この設定によってアイドリン グ状態が変わることは有りません。 FSYNC、SDO、SDIの端子に現れる パルスデータの時間的な順序をボ タン で選択します。 この設定は、上記3端子とも同じ 設定となります。したがって、SDO がMSBファーストで、SDIがLSB ファーストの様な設定は出来ませ ん。 VDD_OUTの電圧を選択します。 1.5V~5.5Vの範囲で、0.1 Vステップで選択できる様に なっています。 VDD_OUTの電圧は、同時にシリ アル通信のHレベルの電圧でも あります。 SDI端子の内蔵プルアップ抵抗のオ ン/オフをボタン で選択します。 SDI端子から入力されたシリアル データをメモリに格納する際に、論 理を反転するか否かをボタン で 選択します。 SDI端子から入力されたシリアル データをサンプリングするタイミング を、SCK端子が出力するクロックパル スの立上りとするか、立下りとする かを、ボタン で選択します。 この設定画面で更新した設定情報を、ファイル名 を指定してPCのディスクに保存します。 PCのディスクに保存された設定情報を読み込み、 この画面に反映させます。5.2.2 設定方法
5.2.2.1 電圧設定
外部の機器と接続する前に、必ず電圧設定を行って下さい。 設定した電圧は、VDD_OUT端子の出力と、SCK、FSYNC、SDOのHレベル出力電圧に反映されます。 電圧設定は設定画面で行います。Hレベル電圧設定欄の をクリックして一覧の中から選択します。1.5V ~5.5Vの範囲の電圧を0.1Vステップで選択可能です。 このソフトウェア起動時は1.5Vに設定されています。設定変更はコネクト操作によって出力に現れます。5.2.2.2 ビット数の設定
5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2.2.3 転送レートの設定
転送レート(bit per second)の値を10進数で直接入力します。
設定画面の転送速度の入力欄に、100bpsを単位とする整数値を入力して下さい。 設定可能な転送レートの範囲は、200bps~1Mbpsです。したがって、ここに入力できる値は2~10000です。 ただし、リピートモードでは200kbpsが上限となります。200kbpsより高速の設定を行った場合は、200kbps で動作します。 なお、本製品のハードウェアは、パルス発生タイミングの制御をマイクロプロセッサが行っているため、転送レー トの時間分解能はマイクロプロセッサのクロック周波数によって制限を受けます。以下、具体的な数値を用いて 説明します。 SDOおよびFSYNCの1ビットのサイクル、およびSCK の1サイクル時間は、8MHzの周期(=125ns) の整数倍となります。設定した通信レートのビット 周期が125nsの整数倍に完全一致しない場合 は、この制約の中で設定値に近い値に丸められ ます。 例えば1Mbpsを設定すると、ビット周期は125nsの8倍なので正確な1Mbpsで動作しますが、少し速度を落と して900kbpsに設定しますと、ビット周期は1111nsですので125nsの整数倍では有りません。したがって正 確な900kbpsでは動作しません。最も近いビット周期は1125nsなので889kbpsで動作します。 SIOの通信動作およびリピートモードによるパルス発生動作が共に停止している時のSCK、FSYNC、SDOの出力 状態を、ここではアイドリングと呼ぶことにします。(下図参照)
5.2.2.4 アイドリング設定
設定画面のアイドリング設定ボタン によって、SCK、FSYNC、SDOの各アイドリング状態を個別に設定す 125ns×N SCK SDO FSYNC SIO通信動作中 アイドリング アイドリング5.2.2.5 送信データ作成
予め保存されている送信データが無い場合は、主画面でSDOおよびFSYNCのデータを作成します。 入力したいラインで左クリックすると、その行が青色に変わり選択されている事を示します。入力データが書き込 まれると、次にデータ入力するための新たな行(2行目)が現れます 1001011001011101 ヘキサコード= バイナリコード= 送受信の対象となる範囲 9 6 5 D 右図は、SDO(またはFSYNC)の送信データが 96,5D で、送受信ビット数が11ビット に設定されている場合の例を示しています。 入力するデータは16進(ヘキサ)コードを用い、1バイト(ヘキサ2桁)毎にカンマで区切る必要が有ります。 また、入力したデータの長さが通信を行うビット数に満たない場合はエラーとなります。ヘキサコード2桁が8ビッ トである事を考慮のうえ、必要な長さのデータを作成して下さい。長すぎる分には構いません。 なお、通信の対象となるデータ(ビット)は、作成したヘキサコードをバイナリに置換えて見たとき、LSB(右端)詰 めで必要範囲が選ばれます。MSBファーストを指定した場合であっても、LSB(右端)詰めで選ばれるのでご注意 下さい。 FSYNCもSDOと同様に送信データを作成する必要が 有るのでご注意ください。 FSYNCをシリアル通信フレームの同期信号として用いる場合、例えば下図の様に、1回の通信フレームの先頭 ビットのタイミングで単発の同期パルスを送ったり、1回の通信フレーム期間を通して同期信号をアクティブにす る方法などが考えられます。しかし本製品においては、FSYNCは便宜上の名称にすぎず、SDOとFSYNCの機能は 完全に対等です。 ここで作成したデータを今後再び使う可能性が有る場合はテストデータ保存ボタン によって、ファイル 名を付けて保存することが出来ます。以前保存しておいたデータを使うには保存データ呼び出しボタン SCK FSYNC SDO SCK FSYNC SDO5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2.2.6 データの正/反
SCKは、ビット周期の前半がH、後半がLのクロックパルスが 既定の標準波形として用意されています。 Posを選択した場合は、右図の波形がそのまま出力されます。 Negを選択すると、HとLが反転した波形が出力されます。 設定画面のデータ正反設定ボタン によって、SCK、FSYNC、SDO、および SDI の論理の正/反を個別に 設定することが出来ます。 時間 ビット周期 SCK FSYNC、SDOは、Posを選択すると、主画面で入力するSDOおよびFSYNCのヘキサコードをバイナリに変換した データに対して、バイナリ値“1”ならばHを出力し、バイナリ値“0”ならばLを出力します。 Negを選択すると、バイナリ値“1”ならばLを出力し、バイナリ値“0”ならばHを出力します。 SDI端子から入力される受信データは、Posが選択されていると、Hレベルならバイナリ値“1”、L レベルならバイナリ値“0”として受信メモリに書き込まれます。Negが選択されていると、Hレベ ルならバイナリ値“0”、Lレベルならバイナリ値“1”として受信メモリに書き込まれます。 なお、データの正/反の選択はアイドリング状態には 作用しないのでご注意下さい。 もし、インバーターで論理を反転させたものと等価な信 号が必要な場合には、アイドリング設定も合わせて変 更する必要が有ります。 SCKを例に、論理正/反の設定とアイドリング設定の 組み合せ(4通り)を右に示します。5.2.2.7 プルアップ
SDI端子には約10kΩのプルアップ抵抗を内蔵しています。 設定画面のプルアップ設定ボタン によって、プルアップ抵抗のOn/Offを選択してください下さい。 SDO等 SIO通信動作中5.2.2.8 ビット順序
この設定が作用する端子は、FSYNC、SDO、SDIです。(一般的にはフレーム同期信号として扱われる FSYNCですが、本製品ではFSYNCとSDOの機能が対等なので、ビット順序の設定機能もSDOと全く同じで す。) 設定画面のビット順序設定ボタン によって、MSBファースト/LSBファーストを選択します。 LSBファーストが選択されているときにSDO、FSYNC端子から出力されるビット順序は、主画面で データ入力されたヘキサコードに相当するバイナリコードのLSB(右端のビット)が最初の出力値 となります。以後順に、設定された送受信ビット数の出力を行い、送信動作を終了します。 最後に送信されたビットよりも上位側のビットは無視されます。 下図左側は、SDOの送信データが 96,5D で、ビット数が11の場合を例に挙げて、LSBファー ストで送信されるときの出力パターンを示しています。(FSYNCも同様なので説明を省いています) 下図右側は、MSBファーストで送信されるときの出力パターンを示しています。 何れの場合も、送信対象となるビットの範囲は同じです。 1001011001011101 ヘキサコード= バイナリコード= 11ビット 9 6 5 D 出力順序 SCK SDO 時間 1001011001011101 11ビット 9 6 5 D 出力順序 時間 無視 無視5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2.2.9 サンプリング設定
SDIデータのサンプリングに関して注意すべき点は、上記のとおり、SCK端子に現れるライズまたは フォールという端子電圧の変化によって、SDIのデータの取り込みが行われる事です。特に、SCKの正 反設定とSCKのアイドリング設定の状態によっては、受信データの最終ビットに対するサンプリングク ロックが発生しない場合が有ります。その場合は、最終ビットのサンプリングが行われません。 具体的な例を下図に示します。 SDIから入力されるシリアル受信データをサンプリングするタイミングを、本機が出力するSCKパルスの ライズエッジ(立上り)に同期するか、フォールエッジ(立下り)に同期するかを選択できます。 設定画面のサンプリング設定ボタン によって選択して下さい。 接続先装置がSCKのライズエッジでSDIを出力し、SCE1-01がSCKの フォールエッジでSDIをサンプリングする場合は、左図のとおり問題 ありません 接続先装置がSCKのフォールエッジでSDIを出力し、SCE1-01がSCK のライズエッジでSDIをサンプリングする場合は、最終ビットに対す るライズエッジが無いので、最終ビットが欠落します。 また、信号遅延の大きな伝送路の場合には、SCKのライズエッ ジで出力された信号を、1ビット遅れのライズエッジでサンプ リングする場合があります。この場合、最終ビットに対するラ イズエッジが無いので、最終ビットが欠落します。 左図は、8ビット転送、SCKのアイドリング値=L、SCK正転、フォール エッジサンプリングに設定した時の、SDIのサンプリングタイミングを で示しています。 左図の様に、SCKのアイドリング値=Hに設定することによって、最 終ビットもSCKのライズエッジでサンプリングすることが出来ます。 この場合には、ダミービットを加えた1ビット長いデータ を構成し、SCKを1サイクル多く生成すれば、最終ビットを サンプリングすることが出来ます。 SDI SCK SDI SCK SCK SDI SDI SCK SCK設定画面で作成したデータを今後再び使う可能性が有る場合は、設定値保存ボタン によって ファイル名を付けて保存することが出来ます。
また、以前保存しておいたデータを使うには、設定値呼び出しボタン によってファイルを選んで読 み込みます。
5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2.3.1 コネクト
5.2.3.2 送信のみ実行
主画面において、シリアル通信の機能の中から Send を ボタンで選択し、選択行のみ実行ボタン をクリックすることによって、PCからハードウェアにFSYNCおよびSDOの送信データの転送を開始し、転送が終了 すると直ちにシリアル送信動作を1回だけ実行します。 シリアル通信動作中は、他の設定変更等を受け付けません。ただし、コネクト・オフ操作のみ可能です。 本製品起動時は、SCK、FSYNC、SDOの各出力はHi-Z状態となっています。これは、接続先装置との結線作業 中に相手側装置の耐圧を超える電圧が誤って印加されることを防止するためです。適正な電圧で接続が可能に なりましたら、Connectボタン をクリックすることにより、各端子にはアイドリング電圧が出力され、 何時でも通信動作が可能となります。コネクトされているとき、Connectボタンの表示は に変わりま す。 をクリックすると、再び元のコネクト・オフ状態に戻ります。5.2.3.3 受信のみ実行
主画面において、シリアル通信の機能の中から Receive を ボタンで選択し、選択行のみ実行ボタン をクリックすることによって、PCからハードウェアにFSYNCの送信データの転送を開始し、転送が終了すると直ち にシリアル受信動作を1回だけ実行します。 シリアル通信動作中は、他の設定変更等を受け付けません。ただし、コネクトオフ操作のみ可能です。 受信したデータは、受信データReadボタン をクリックすることにより、ログ画面に受信データが表示 されます。5.2.3.4 送受信同時実行
主画面において、シリアル通信の機能の中から Snd + Rcv を ボタンで選択し、選択行のみ実行ボタン をクリックすることによって、PCからハードウェアにFSYNCおよびSDOの送信データの転送を開始し、転 送が終了すると直ちにシリアル送受信動作を1回だけ実行します。 シリアル通信動作中は、他の設定変更等を受け付けません。ただし、コネクトオフ操作のみ可能です。 受信データを取得する方法は、受信のみ実行の場合と同じです。5.2.3 操作方法
5.2.3.5 リピートモード
リピートモードは受信動作を行いません。 リピートモードの動作中は、電圧設定(5.2.2.1)および転送レートの設定(5.2.2.3)のみ、変更することが出来ます。 選択行Repeatボタン をクリックすると、選択されているシリアル送信データ(FSYNCおよびSDO)の送 信動作を行い、指定したビット数の最終ビットを送出後、ウェイト時間等を一切挿入せずに再び先頭ビットから送 信を開始するリピート動作を続けます。リピートモードの動作中は、選択行Repeatボタンの色が に 変わります。 をクリックすると、リピートモードを終了します。 SCK FSYNC SDO SCK FSYNC SDO 通常の送受信 リピートモード5.制御ソフトウェアの操作方法
5.2.3.6 送信波形イメージの表示
SDOおよびFSYNCの送信データ(16進表示)を、2値のデジタル波形イメージで表示する機能があります。 波形表示させたい行を選択し(青色行にする)、選択行パルス波形描画ボタン をクリックすると、波 形表示画面が起動し、SCK波形と共にFSYNCとSDOを波形イメージで表示します。 この機能を用いると、シリアル通信を行わずに送信パターンをオシロスコープで観測する様なイメージでモニ ターすることが出来ます。ただしこの機能は、入力した生の送信データをそのまま波形イメージ化するのみであ り、論理の正/反、ビット順序、アイドリング値、等の各種設定は一切反映されません。下図は、I2Cマスターモードで外部デバイスと接続したときの、主画面の機能は図のとおりです。 *I2Cマスタ、I2Cスレーブ、SPI マスタ 共通です。
5.3 I
Cマスター
5.3.1 操作画面
CONNECTボタンにより Connect On にすると通信ポート ( 11,12,13pin )を選択した通信方式に 設定します。 GPIO 0, GPIO 1 を使用可能にします。 Connect Off にすると 3.2(端子等価回 路)で示した状態になります。 ボタンを押す度に交互に切り替わりま す。 4種類の通信方式をリストから 選択後、このボタンを押すことに より通信方式を確定します。 20Pinコネクタに接続してい る I2C/ SPI および GPIO, CS のIFレベルを設定 します *Connect Off時のみ有効 GPIO( OutPut ) GPIO 0, GPIO 1 を On/Off します ログ表示ウィンドウの内容を、 ファイル名を指定してPCの ディスクに保存します。 ログ表示画面を クリアします。 ここに送信データを入力します。 ヘキサ表記で入力し、複数バイト 入力時はバイト単位でカンマ区切 りします。 背景が青い行は、現在選択されて いる事を示します。選択されてい る行は、データの修正や送信の対 象です。 行をクリックすれば任意の行が選 択できます。 このボタンを押すと、選択している ステップのみを1回実行します。 上の送信データを、ファイル名を指 定してPCのディスクに保存します。 PCのディスクに保存された送信データを 読み込み、上のウィンドウに表示します。 上のウィンドウで選択された行の データを削除します。 全実行を繰り返し動作します。 Repeat Offボタンを押すと停止します。 全てのステップを先頭から最後まで 実行します。 IFレベル電圧を確認し、正規の通信ができるI2Cスレーブデバイスと正しいポートに接続してください。 これ以外の場合においては、動作保証出来ません。 不適切な接続により通信エラーが発生し、アプリに不具合が発生した場合は、USBケーブルを一度外してください。 ・I2Cマスタは、SCE1のみとしてください。(マルチマスター非対応) 注)” 全Repeat” モードをオフにするラジオボタンは、1回で効かない場合がありますのでご注意ください。5.制御ソフトウェアの操作方法
設定画面(下図)で、I2C の通信周波数 および 信号ラインのPU 選択をしてください。 “PUする”を選択した場合、4.7 kΩでプルアップしています。 “PU しない”を選択した場合は、必ず ユーザー側で信号ラインにプルアップ抵抗を付加してください。 プルアップしない場合は、通信エラーとなりますので、動作保証はできません。 また、接続したI2Cデバイス、ケーブルによる静電容量の変化により“通信周波数”が変動いたします ので、必要に応じて“プルアップ抵抗”を追加し調整してください。 *400kHz(3.3v)でのご使用の場合は、SCL(Clock)波形応答に遅延が発生するため、 信号ライン(SCL,SDA)信号ラインに1kΩ程度のプルアップ抵抗を付加して波形を チューニングしてお使いください。5.3.2 使用例
I2C通信機能付の EEPROM との通信例です。 *デバイスにより制御方法は違いますので、 各デバイスの仕様書をお読みください。 注)・I2CデバイスからのデータReadは、1コマンドにつき255(0xff)Byte以下としてください。 ・ターゲットが存在しないスレーブアドレスを設定してRead処理を行った場合の返り値は、"FF" となります。 ・I2CのRepeated Start機能 は、Read Mode でのみお使いください。EEPROMのSlaveAddressを 0x50とする。(スレーブアドレスは、7bit のみ対応) 「R/W設定 Read / Write = 1 / 0」
Read : I2C Deviceからデータを読み出す Write: I2C Deviceにデータを書き込む
「Stop 有/無 = 1/0 」 ストップコンディションの設定 テストデータの説明
1行目: 50/ 0/ 1/ 0,a0,a0,a1,a2,a3
Adr 0x50のEEPROMのメモリアドレス0x00a0から、1Byteづつデータ 0xa0,a1,a2,a3をWrite 注) Byte単位での設定なので 00,a0 と入力
2行目: 50/ 0/ 0/ 0,a0
1行目でWriteしたデータをReadするために読み出し先アドレスを設定 Adr: 0x50 EEPROMの読み出しアドレスを 0x00a0 と設定
3行目: 50/ 1/ 1/ 5 2行目で設定したアドレスから5Byte読み出す。 → 受信データログに A0 A1 A2 A3 FF と表示される 選択行のみ実行ボタン をクリックしてステップ実行すると、下記のように “ログデータ画面” に読み 出したデータが出力されます。
SCL 11pin
5.制御ソフトウェアの操作方法
5.4 I
2Cスレーブ
5.4.1 操作画面
右図は、I2Cスレーブモードの主画面の例です。5.4.2 マスター側との接続および通信
5.4.3 操作手順
1. データ入力枠に(このエミュレータの)スレーブアドレスと I2CマスタからRead要求があったときに 返信するデータ(最大16 Byte)を入力します。2. Connectボタン をクリックして、I2Cマスタと接続状態(Connect On)にする。 3. I2Cスレーブ設定値確定ボタン をクリックします。
以上で本エミュレータ側の設定が出来たので、I2Cマスタからコマンドを送信します。 上記の例では、
I2Cマスタから(本スレーブアドレス30hに) AA, BB, CC, DD, EE の5Byteデータが3回送信された ログを示しています。
I2Cマスタとの接続条件は、下記となりますので、マスタ側の設定もこれに合わせて接続願います。 ・動作電圧: 3.3/ 5 v (I2C/SPI, GPIO IFレベル設定の ボタンで設定 )
・対応アドレス: 7bitモード ・対応通信周波数: 100/ 400 Hz
・I2Cマスタからデータの書き込みを実行する場合は、 Stopコンディションを発行してください。
・I2Cマスタから連続動作を実行する場合は、コマンド間に100ms以上のインターバルタイムを入れてください。 ・通信ポート(SCL,SDA)は、4.7 kΩで内蔵プルアップされています。
5.5 SPIマスター
5.5.1 操作画面
右図は、SPIマスターモードの主画面の例です。 設定画面(下図)では、SPI の通信周波数、およびデータ出力タイミングの設定を行います。 [ CS 選択 ] CS(Chip Select)が必要なデバイスの場合に使用します。 CS0 ( pin8 ), CS1 ( pin9 ) の2本あります。 これを選択すると、SPIコマンド実行時Active Low になります。 [ 通信周波数] 100 kHz または 400 kHz を選択してください。 IFレベル電圧を確認し、正規の通信ができるSPIスレーブデバイスと正しいポートに接続してください。 これ以外の場合においては、動作保証出来ません。 通信ポート( SCK,SDO, SDI ) は、4.7 kΩで内蔵プルアップされています。5.制御ソフトウェアの操作方法
[ データ入出力タイミング]
データの入出力のタイミングは、選択したパターンにより下図のようなタイミングで データを送信(SDO)、 データを受信(SDI) していますので、これを参考にユーザー側デバイスとの調整をおこなってください。
5.5.2 使用例
SPI通信機能付の EEPROM との通信例です。 (使用したEEPROM: 1024K, Adr Bit 17)
*デバイスにより制御方法は違いますので、各デバイスの 仕様書をお読みください。
1行目: 06
EEPROMへのWriteEnableコマンド 2行目: 02,00,00,01,12,34,56
Writeコマンド02, WriteAdr=000001 にセットしてWriteData = 12,34,56 を書き込む。 3行目: 03,00,00,01,00,00,00
Readコマンド 03, ReadAdr = 000001 読み出し先頭アドレスをセット後半の”00” 3Byteは、データを読み 込むためのClockを送出するため。 以上のコマンドで、2行目で書き込んだ 12,34,56 を読み出すことができます。 .
SCK 11pin
SDI 12pin
SDO 13pin
SDI入力をログ表示として出力6.仕様一覧
6.1 電気的特性
SCL(シリアルクロック SPIのSCKと共用) SDA(シリアルデータ SPIのSDIと共用) モード マスター/スレーブ スレーブ選択アドレス 7bit 通信速度 100kbps/400kbps 信号レベル 3.3V/5V その他の機能 SCL、SDA端子プルアップ可能 SCK(シリアルクロック I2CのSCLと共用) SDI(シリアルデータ I2CのSDAと共用) SDO(シリアルデータ) CS0(チップセレクト) CS1(チップセレクト) モード マスター 通信速度 100kbps/400kbps 信号レベル 3.3V/5V その他の機能 SCK、SDI、SDO端子プルアップ可能 使用端子 使用端子 I2C SPI 電源電圧 5V(USBケーブル経由でPCから供給) 消費電流 70mA (VDD_OUT=5.5V、200kbps動作、無負荷) PCとの通信 USB2.0相当制御ソフトの動作環境 Windows7、8.1(32bit)、10 (Windows7は米国Microsoft Corporationの登録商標です)
動作温度範囲 0~60℃ 動作湿度範囲 20~90% その他の機能 汎用出力ポート2端子搭載(GPIO0、GPIO1) 付属品 20Pコネクタ付きフラットケーブル(約200mm) 使用端子 VDD_OUT 出力電圧範囲 1.5V~5.5V (0.1Vステップで設定可能) 最大負荷電流 100mA 通信方式 クロック同期シリアルI/O SCK(シリアルクロック) FSYNC(フレーム同期信号、ただし任意パターン設定可) SDO(シリアルデータ出力) SDI(シリアルデータ入力) 通信速度 200bps~1Mbps (ただしVDD_OUTの設定電圧が2V未満の場合は200kbps以下) 1ワードのビット数 1~1280 リピートモード(ウェイト時間無しの無限リピート送信可能、ただし200kbps以下) 非通信時に電源を除く全端子Hi-Z設定可能(通信中の3ステート出力機能なし) 非通信時の出力値(H/L)を各出力個別に設定可能 論理(正/反)を各出力個別に設定可能 SDIをサンプリングするクロックエッジ(ライズ/フォール)の選択 SDI端子プルアップ可能 DC電源出力 全般 フリーSIOモード 使用端子 その他の機能 注意)I2Cの通信速度(100k/400kbps)は、お客様が接続する”デバイス、ケーブルの静電容量”により通信周波数が 変動しますので、プルアップ抵抗を調整して 100kbps/400kbps に合わせてお使いください。
6.2 ケーブル仕様
ピン番号 ケーブル色 信号名 用途 1 茶 VDD OUT 外部デバイス用供給電源( Max 100 mA) フリーSIO: 1.5 ~ 5.5 v SPI/I2C : 3.3 / 5 v 2 赤 NC ノーコネクト 3 橙 GND グランド 4 黄 GPIO 0 出力ポート( H/L) 3.3/5 v *SPI/I2Cのみ 5 緑 GPIO 1 出力ポート( H/L) 3.3/5 v *SPI/I2Cのみ 6 青 NC ノーコネクト 7 紫 NC ノーコネクト8 灰 CS 0 ( For SPI ) 出力ポート( H/L) 3.3/5 v *SPIのみ
9 白 CS 1 ( For SPI ) 出力ポート( H/L) 3.3/5 v *SPIのみ
10 黒 GND グランド
11 茶 SPI SCK/ I2C SCL SPI/I2C用クロック信号 100/400 kHz
12 赤 SPI SDI/ I2C SDA SPI/I2C用データ信号
13 橙 SPI SDO SPI用データアウト信号
14 黄 NC ノーコネクト 15 緑 GND グランド 16 青 SCK(FREE) フリーSIO用クロック信号 17 紫 FSYNC(FREE) フリーSIO用フレームシンク信号 18 灰 SDO(FREE) フリーSIO用データアウト信号 19 白 SDI(FREE) フリーSIO用データイン信号 20 黒 GND グランド