RoboCube:CPIC

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Erweiterungs-Board für den RoboCube.

Inhaltsverzeichnis

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Funktion

Das CPIC-Board (Cube Peripheral Interface Controller) wurde 2005 für das RoboCup in Osaka entwickelt. Es ersetzt das klassische RoboCube:I/O-Board, welches per I2C-Bus (100kBit/sec) an den RoboCube angebunden war. CPIC verwendet den schnelleren SPI-Bus (Serial Peripheral Interface), mit einer Transferrate von 1MBit/sec und einem schlanken Protokoll.


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Features

  • 24 ADC-Kanäle
  • 8 digitale Eingänge (Frontpanel-Taster)
  • 8 digitale Ausgänge (Frontpanel-LEDs)
  • 400kBit/sec I2C-Interface u.A. zum Auslesen eines Digitalkompasses (CMPS03)


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Firmware

Die Firmware des CPIC ist in C implementiert und besteht aus folgenden Softwaremodulen:

  • UART-Treiber für Debugging-Zwecke und/oder zur Anbindung eines UART-Gerätes (z.B. GPS-Empfänger, Laserscanner etc.)
  • I2C-Treiber
  • SPI-Treiber
  • ADC-Treiber
  • Hauptprogramm, welches zyklisch alle ADC-Kanäle, den Digitalkompass (CMPS03) und Digitaleingänge ausließt, die entprechenden Register updatet und die Digitalausgänge gemäß des DOUT Registers setzt.


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Register

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die verfügbaren Register auf dem CPIC. Bei der Benutzung des CubeOS-Treibers für den CPIC genügt es die Register-Bezeichner zur Adressierung zu verwenden.


Registertabelle
Adresse Register-Bezeichnung Datentyp
0x00 Reserved Word
0x02 AVR_DIGITAL Word
0x02 AVR_DOUT Byte
0x03 AVR_DIN Byte
0x04 AVR_ADC Word
0x04 AVR_ADC0 Word
0x06 AVR_ADC1 Word
0x08 AVR_ADC2 Word
0x0a AVR_ADC3 Word
0x0c AVR_ADC4 Word
0x0e AVR_ADC5 Word
0x10 AVR_ADC6 Word
0x12 AVR_ADC7 Word
0x14 AVR_ADC8 Word
0x16 AVR_ADC9 Word
0x18 AVR_ADC10 Word
0x1a AVR_ADC11 Word
0x1c AVR_ADC12 Word
0x1e AVR_ADC13 Word
0x20 AVR_ADC14 Word
0x22 AVR_ADC15 Word
0x24 AVR_ADC16 Word
0x26 AVR_ADC17 Word
0x28 AVR_ADC18 Word
0x2a AVR_ADC19 Word
0x2c AVR_ADC20 Word
0x2e AVR_ADC21 Word
0x30 AVR_ADC22 Word
0x32 AVR_ADC23 Word
0x34 AVR_SENS Word
0x34 AVR_MAXSENS Byte
0x35 AVR_MINSENS Byte
0x36 AVR_COMPASS Word
0x36 AVR_COMPASS_VALUE Word
0x36 AVR_COMPASS_CTRL Word
0x38 AVR_I2C Word
0x38 AVR_I2C_ADDR Byte
0x39 AVR_I2C_DATA Byte
0x3a AVR_CSR Word
0x3a AVR_CTRL Byte
0x3b AVR_STATUS Byte
0x3c Reserved Word
0x3e AVR_VERSION Word


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AVR_DIGITAL

Das AVR_DIGITAL Word-Register ist unterteilt in die zwei Byte-Register AVR_DOUT und AVR_DIN.

  • AVR_DOUT´
    • Schreibzugriff: Setzen des 8bit-Digitalausgangs des CPIC
    • Lesezugriff: Auslesen der momentanen Konfiguration des Ausgangs
  • AVR_DIN
    • Schreibzugriff: Mögliche Überschreibung von eingelesenen Werten am 8bit-Digitaleingang des CPIC
    • Lesezugriff: Auslesen der Eingänge


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AVR_ADC

  • AVR_ADC[0..23]
    • Schreibzugriff: Mögliche Überschreibung von gewandelten Werten
    • Lesezugriff: Auslesen der gewandelten Werte an den ADC-Eingängen 0 bis 23.


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AVR_SENS

  • AVR_MAXSENS
    • Schreibzugriff: Mögliche Überschreibung von gewandelten Werten
    • Lesezugriff: Auslesen des Kanals mit dem Maximalwert der gewandelten Werte an den ADC-Eingängen 0 bis 23.
  • AVR_MINSENS
    • Schreibzugriff: Mögliche Überschreibung von gewandelten Werten
    • Lesezugriff: Auslesen des Kanals mit dem Minimalwert der gewandelten Werte an den ADC-Eingängen 0 bis 23.


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AVR_COMPASS

  • AVR_COMPASS_VALUE
    • Schreibzugriff: Mögliche Überschreibung von gewandelten Werten
    • Lesezugriff: Auslesen der momentanen Kompassorientierung in Werten von 0 bis 35999
  • AVR_COMPASS_CONTROL
    • Schreibzugriff: Konfiguration des Kompasses
    • Lesezugriff: Auslesen der momentanen Konfiguration


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AVR_I2C


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AVR_CSR


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AVR_VERSION


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Protokoll

Das Protokoll des CPIC basiert auf einer Art Remote-Register-Zugriff. Ein Transfer besteht gewöhnlich aus einem Transer-Byte und einem Daten Byte oder Word. Das erste Byte enthält die Information, ob es sich über einen Lese- oder Schreibzugriff auf ein Byte- oder Word-Register handelt. Das Addressierungs-Byte ist also wiefolgt aufgebaut: 


| R/W | Byte/Word | Register |


  • R/W (1 bit): 0 = Lesen, 1 = Schreiben
  • Byte/Word (1bit): 0 = Byte, 1 = Word
  • Register (6 bit): Register Adresse


Entsprechend des Byte/Word-Bits folgt ein Datenbyte bzw. -word für einen Schreibzugriff. Zum Auslesen eines Registers können nach der Adressierung ein beliebiges Byte/Word ungleich 0 an den CPIC geschickt werden. Nullbytes werden zur Synchronisation Benutzt. Daher ist auch ein Lesezugriff auf das Byte-Register 0 unmöglich, da sich als Adressierungs-Byte ein Nullbyte ergeben würde.


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Elektronische Komponenten


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Schaltungsschema

Von "http://robowiki.rids.de/RoboCube:CPIC"
'Persönliche Werkzeuge