1 概要 CAT68802 SBC-ZB は川崎マイクロエレクトロニクス製の KL5C80A12 を使用した CPU ボードです KL5C80A12 は MHz 動作時に Z80-30MHz 相当の高速で動作しますので今までの 8 ビット CPU を超えたパフォーマンスを発揮します 入出

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1 概要 CT6880 SC-Z は川崎マイクロエレクトロニクス製の KL5C80 を使用した CPU ボードです KL5C80 は 7.378MHz 動作時に Z80-30MHz 相当の高速で動作しますので今までの 8 ビット CPU を超えたパフォーマンスを発揮します 入出力の機能として KL5C80 内蔵の I/O の他にフォトカプラによりアイソレートされた入出力ポート ( 入力 8 ビット 出力 8 ビット ) カレンダ機能 ( オプション ) があります メモリはプログラム領域用として M ビットタイプの EPROM フラッシュ ROM のいずれか 個を実装可能で データ領域用には 8K の が実装済みです カレンダ機能 IC は外部に電池を接続することによりデータのバックアップが可能で電池交換時等の短時間バックアップはボード上のスーパーキャパシタが行います また バグファインダアダプタによるデバッグ作業も可能です 仕様 KC80 アイソレート I/O 付き CPU ボード CT6880 SC-Z 取扱説明書 CPU:KL5C80( 川崎マイクロエレクトロニクス製 ) システムクロック :7.378MHz メモリ [ プログラム領域 ] M ビット (8K バイト ) タイプの EPROM フラッシュ ROM のいずれか 個を実裝可能アクセスタイム 00nsec 以下 [ データ領域 ] 8K バイトの を実装済み 割込み : 内蔵デバイスおよび外部バス合計で 6 レベル外部バス用に IRQ ~ IRQ の レベルが使用可能 ( 同一レベルに複数の割込み要求が可能 ) ICK サイクルは KL5C80 内蔵の割込みコントローラによるオートベクタ方式 ( 外部バスからのベクタ読込みは不可 ) リセット : 以下のいずれかの条件でリセット信号を発生パワー ON 時 5V 電圧低下時 マニュアルリセット入力時 調歩同期シリアル I/F (KL5C80 内蔵機能 ) RS3 専用 チャネルボーレートジェネレータは内蔵タイマ のチャネル と共用 パラレル I/F (KL5C80 内蔵機能 ) 8 ビットの汎用 I/O 4 ポート (P0 ~ P3) [P0 P] ビット単位で I/O 設定可 (P0 の ビットは IRQ と共用 ) [P P3] 4ビット単位で I/O 設定可 タイマ / カウンタ (KL5C80 内蔵機能 ) 6 ビットのタイマ / カウンタ ch 外部クロックのカウント可能 タイマ / カウンタ (KL5C80 内蔵機能 ) 6 ビットのタイマ / カウンタ 3ch 8 ビットプリスケーラ付き ( チャネル は調歩同期シリアル I/F のボーレートジェネレータと共用 ) フォトカプラ入力 ( 東芝 TLP5 相当品 ) 8 ビット ポート応答速度 :0 μ sec 以下入力電流 :3.5m/V 7m/4V 動作電圧範囲 :0.8 ~ 6.4V フォトカプラ出力 ( 東芝 TLP67 相当品 ) 8 ビット ポート応答速度 :00 μ sec 以下 (RL=K Ω ) 出力電流 :00m MX 許容電圧 :DC50V 以下出力 ON 電圧 :.V MX カレンダ機能 :RTC64( エフ ソン製 ) を実裝可能 ( オプション ) データバックアップ : 外部に 次または 次電池を接続することにより およびカレンダ IC をバックアップボード上に短時間バックアップ用のスーパーキャパシタを実装済 汎用 DIP スイッチ : 各種モード設定等 汎用的に使用可能な 4 ビット DIP スイッチを実裝 バグファインダ : 市販のバグファインダアダプタによるデバッグが可能 使用温度範囲 :0 ~ 55 ( 結露なき事 ) 電源 :+ 5V ± 5% MX350m(ROM カレンダ IC 実裝時 ) 重量 : 約 5g(ROM カレンダ IC 実裝時 ) 基板 : 基板寸法 0 8 ( コネクタ等 突起部分は含まない ) 取付穴寸法 0 (4- Φ 3.5) 基板材質ガラス布基材エポキシ樹脂.6t 4 層基板 3 ブロック図 CN5 CT68K 8 IT US CN0 単独使用時電源コネクタ IRQ, ハ スハ ッファ コントロールロシ ック EPROM FLROM M JP3 4 メモリの設定 ノーマル / ハ ク ファインタ CPU KL5C 80 M P0 JP4 P P P3 P40~P47 リアルタイムクロック 入力ハ ッファ 出力ラッチ ハ ックアッフ 回路 4it スイッチ RS3 トランシーハ カフ ラ入力 カフ ラ入力 カフ ラ出力 FSIO ハ ッテリ リセット回路 シリアル I/O P50 ~P57 P60 ~P67 CN EXT-V P70 ~P77 EXT- 6P P00~P07 P0~P7 P0~P7 P30~P37 CN 40P CN3 3P CN4 6P SC-Z では 8K バイトのプログラム領域と 8K バイトのデータ領域の合計 56K バイトのメモリ空間を使用することができます プログラム領域メモリの設定プログラム領域のメモリには EPROM フラッシュ ROM のいずれかで容量は 8K バイトのタイプを使用することができます 設定は にて行います アクセスタイムは 00nsec 以下のタイプを使用し KL5C80 内蔵のシステム制御レジスタ (SCR) の外部メモリウェイトコントロールは全空間を 0wait に設定します 尚 外部 I/O ウェイトコントロールは wait に設定します [] メモリの選択メモリの種類 EPROM フラッシュROM [] メモリの選択 メモリの種類 EPROM フラッシュROM ジャンパー選択 ジャンパー選択 - - -

2 プログラム領域 メモリ容量 8K バイト デ - タ領域 メモリ容量 8K バイト 物理 00000H~FFFFH データ領域メモリの設定データ領域のメモリには 8K バイトの が実装済です JP の設定は必要ありません 物理 E0000H~FFFFFH MMU の設定 KL5C80 内蔵の MMU は論理空間を 5 つの領域 (R0 ~ R4) に分割し 論理境界値 (0 ~ 4) と物理ベース (0 ~ 4) によって それぞれを物理空間にマッピングしています リセット時 論理空間は R0 領域のみとなり 論理空間の 64K バイトは物理空間先頭の 64K バイトにマッピングされます 本ボードでは全領域がプログラム (ROM) 領域となりますので必ず MMU の設定を行う必要があります 以下に論理空間に ROM3K バイトと 3K バイトを割付ける MMU の設定例を示します ;R0 = ROM 論理 0000H ~ 7FFFH( 物理 00000H ~ 07FFFH) ;R4 = 論理 8000H ~ FFFFH( 物理 F8000H ~ FFFFFH) LD,0FH ;R,R,R3 は使用しない OUT (06H), ;MMU の 4( 論理境界値 ) に FH を設定 5 割込み EPROM を使用する時 ( 出荷時設定 ) フラッシュ ROM を使用する時 を使用する時 KL5C80 内蔵の割込みコントローラにより Z80 のモード 割込み に対応した 6 レベルの割込み要求をサポートしています ( 外部バス からのベクタ読込みはできません ) 外部バス用には IRQ ~ IRQ の レベルが割付け可能です 優先順位は優先順位の高い HIGH グループと 優先順位の低い LOW グループに各レベルごとに設定可能で それぞれ のグループ内ではレベル番号が大きい方ほど優先順位が高くなってい ます 外部バスからの IRQ ~ IRQ は負論理のオープンコレクタ信号にな りますので KL5C80 にはインバータで反転して入力されています また 同一レベルに複数の割込み要求が接続されますので レベル入 力モードで使用し割込み要求元をポーリングで確定するようにして下 さい 割り込み レベル 割り込み要求元 IR [ 0] P00 IR [ ] P0 IR [ ] P0 IR [ 3] P03 IR [ 4] P04 IR [ 5] P05 IR [ 6] P06 (IRQ) IR [ 7] P07 (IRQ) IR [ 8] USRT TXRDYPIN IR [ 9] USRT RXRDY IR [0] USRT TXEMPTY IR [] タイマ / カウンタ CH0 IR [] タイマ / カウンタ CH IR [3] タイマ / カウンタ CH0 OUTS IR [4] タイマ / カウンタ CH OUTS IR [5] タイマ / カウンタ CH OUTS 6 シリアルインターフェース KL5C80 内蔵の USRT により RS3 専用で チャネルが使用できます (RS4 RS485 では使用できません ) ボーレートジェネレータにはタイマ チャネル の OUTP 出力を内部的に接続して使用しますのでシステム制御レジスタ SCR0 の D0 ビットには "0" をセットします また 信号線はパラレルポートの P4 P4 P45 P46 と共用ですが 本ボードでは RS3 専用の回路構成となっていますので RS3 を使用しない場合でもパラレルポートとして使用することはできません システム制御レジスタ SCR0 の D ビットには以下の値をセットして下さい 尚 JP の設定は必要ありません 0: モデム制御信号の RTS CTS を使用しない時 : モデム制御信号の RTS CTS を使用する時 7 パラレルインターフェース KL5C80 内蔵のパラレル入出力 3 ビットと増設したフォトカプラ入力 6 ビット フォトカプラ出力 8 ビットおよび汎用の 4 ビット DIP スイッチが使用できます 内蔵のパラレル I/F は信号線の多くが他の機能と共用していますので注意して下さい 内蔵パラレル I/F 8 ビットの汎用 I/O が 4 ポートで KL5C80 の信号がそのまま入出力コネクタの CN に接続されています 尚 すべての信号は 4.7K Ω でプルアップされています [P00 ~ P07] ビット単位で I/O 設定ができます P00 ~ P0 の 3 ビットはタイマ / カウンタ の入力信号と P03 は NMI 入力と共用しています P00 ~ P07 のすべてのビットは HIGH レベルまたは立上がりエッジ入力で割込み要求が可能です また P06 P07 の ビットは入出力コネクタ CN に接続するか外部バスの IRQ IRQ に接続するかを ビットごとに選択できます 設定は JP4 で行います [JP4] パラレルポ-ト P06,P07 接続先の選択 番号入出力コネクタ CN 外部バスコネクタ CN0 P06 (5) IRQ (4) P07 (5) IRQ (4) JP4 P06,P07 の ビットを入出力コネクタの CN に割り付ける時 ( 出荷時設定 ) JP4 [P0 ~ P7] ビット単位で I/O 設定ができます 下位 4 ビットはタイマ / カウンタ の入力信号と共用しています [P0 ~ P7]4 ビット単位で I/O 設定ができます 他の機能と共用はありませんので常時使用可能です [P30 ~ P37]4 ビット単位で I/O 設定ができます すべてのビットをタイマ / カウンタ の出力信号と共用しています [P40 ~ P47] 全ビットを入力で使用します P40 P43 P44 P47 を使って 4 ビット DIP スイッチの番号 ~ 4 を読込みます ( 他の用途に使用することはできません ) スイッチ OFF 時には "" スイッチ ON 時には "0" が読込まれます P4 P4 P45 P46 は RS3 専用の信号線として使用していますので他の用途に使用することはできません フォトカプラ入力 (P50 ~ P57 P60 ~ P67) 8 ビットのフォトカプラ入力が ポート使用できます 各入力の動作電圧範囲は 0.8 ~ 6.4V となっていますので V 4V 電源の区別なく使用することができます EXT-V と各入力間に通電 ( フォトカプラ ON) した時 該当ビットから "" が読込まれ非通電 ( フォトカプラ OFF) の時には "0" が読込まれます P06 を外部バスコネクタの CN0 に P07 を入出力コネクタの CN に割り付ける時 6880-

3 ~ VCC ボード内部 外部 データのバックアップ 入力バッファへ 入力バッファへ VCC K 3.3K K コモン 入力 外部電源 コネクタ CN3 にバックアップ用電池を接続することにより およびカレンダ機能 IC のデータをバックアップができます カレンダ機能 IC はバックアップ中も計時動作を行ないます また ボード上にスーパーキャパシタが実裝されていますので電池交換時等の短時間バックアップが可能です ( 約 0 分 ~ 5 時間程度 : 温度条件等により異なる ) 尚 プログラム領域のメモリに を実装した場合はこの もバックアップされます 3.3K 入力 フォトカプラ出力 (P70 ~ P77) 8 ビットのダーリントンフォトカプラ出力が ポート使用できます 出力ポートに "" を出力すると該当ビットのフォトカプラが ON になり "0" を出力するとフォトカプラが OFF になります また リセット時にはすべての出力が OFF になります ( 出力の読出しはできません ) 出力に加えられる最大電圧は DC50V で 電流は最大 00m です 負荷としてリレー等のコイル類を接続する場合はサージキラー用にダイオードを負荷の近くに取付けて下さい ( ダイオードがないと出力が破損することがあります ) ボード内部 外部 次電池によるバックアップ ( 充電できません ) 3 ~ 5V の範囲の電池を使用してください 容量 性能的にリチウム電池が最適です (CN3-) に電池のプラス (+) 側を接続 (CN3-) に電池のマイナス (-) 側を接続 次電池によるバックアップ ( 充電できます ).4V/00mh または 3.6V/50mh のニッケルカドミウム電池を使用してください ボードに通電中は.4V タイプ使用時は約 3m 3.6V タイプ使用時は約.m で常に充電され フル充電には約 50 ~ 60 時間かかります ( サンヨー製の N - S(.4V/90mH) または N-50S3(3.6V/45mH) が最適です ) (CN3-3) に電池のプラス (+) 側を接続 (CN3-) に電池のマイナス (-) 側を接続 出力ラッチより 出力 バックアップ可能時間は 以下のように計算できます 出力ラッチより 8 タイマ / カウンタ 出力 コモン 負荷がリレー等のときサーシ キラーが必要 負荷 外部電源 KL5C80 内蔵の 種類のタイマ / カウンタ の合計 5 チャネルが使用できます タイマ / カウンタのすべての信号が KL5C80 からそのまま入出力コネクタの CN に接続されています また すべての信号がパラレルポートと共用で 4.7K Ω でプルアップされています タイマ / カウンタ 6 ビットのタイマ / カウンタ チャネルで構成され XCLK 入力端子から外部クロックのカウントが可能です また システム制御レジスタ (SCR0) の設定により 本のチャネルをカスケード接続して 3 ビットカウンタとして使用できます タイマ / カウンタ 8 ビットのプリスケーラ付き 6 ビットタイマ / カウンタ 3 チャネルで構成されています チャネル は RS3 のボーレートジェネレータとして使用しますので RS3 を使用する場合は他の用途に使うことはできません また チャネル 0 もしくはチャネル の OUTP 出力を入出力コネクタの CN を介して NMI(P03 と共用 ) に接続できますのでウォッチドッグタイマとして CPU の暴走による誤動作を検出することが可能です 9 カレンダ機能 ( オプション ) カレンダ機能 IC としてエプソン製の RTC64 を U0 の IC ソケットに実装できます 日付 時間管理が必要な場合に利用して下さい 尚 カレンダ機能 IC の STD.P 出力はどこにも接続されていませんので カレンダ機能を利用して割込み要求を発生することはできません 0 リセット 電源電圧監視 IC により次に示す各状態でリセット信号を発生します リセット信号はリセット発生条件解除後 約 00msec 保持されます パワー ON リセット : 電源投入時に発生 電圧低下 :5V ラインが約 4.V 以下になった時に発生 外部リセット入力 : マニュアル用リセットで /RESIN 信号を LOW レベルにした時に発生 T = (h) Im + It + Ib T : バックアップ時間 (h) : 電池の容量 (mh) Im: メモリ保持電流 (μ) = 000(mh) It = 0(μ) Im = (μ) Ib = 0(μ) ( 注意 ) データ領域メモリの物理 FFE00H ~ FFFFFH は KL5C80 内蔵の 5 バイトが割付けられ 外部に電池を接続してもバックアップすることはできません バックアップが必要なデータは物理 E0000H ~ FFDFFH の範囲内に保存するようにして下さい I/O It : RTC 保持電流 (μ) Ib : バッテリの自己放電電流 (μ) ( 計算例 )000mh のリチウム電池で RTC と HM688LFP-8SL をバックアップする場合 = 90909(h) 3787( 日 ) 本 CPU ボード内では I/O の 00H ~ 5FH が使用または済となっています 外部周辺ボードでは I/O の 60H ~ FFH を使用して下さい 内蔵 I/O 00H R 0 R 0 R 03 MMU R 04 R3 05 R3 06 R4 07 R4 08 F 0 CH0 カウンタ CH0 コントロ-ルワ-ド / ステ-タス CH カウンタタイマ / 3 カウンタ CH コントロ-ルワ-ド / ステ-タス 4 CH カウンタ 5 CH コントロ-ルワ-ド / ステ-タス 6 7

4 ~ ~ 30 P デ - タ 3 デバッグ 8H CH0 カウンタ 9 タイマ / CH0 コントロ-ルワ-ド / ステ-タスカウンタ CH カウンタ CH コントロ-ルワ-ド / ステ-タス C P0 デ-タ D パラレル P0 方向制御ポ-ト E P デ-タ F P 方向制御 3 パラレル P3 デ-タ 3 ポ-ト P4 デ-タ 33 方向制御 ( ビット操作コマンド ) 34 LERL/PGRL 35 割り込み LERH/PGRH 36 コント IMRL ロ-ラ 37 IVR/IMRH 38 デ-タ USRT 39 コマンド / ステ-タス 3 システム SCR 0 制御 3 レジスタ SCR 3C 3D 3E 3F 増設 I/O 40H S 秒桁 4 S0 0 秒桁 4 MI 分桁 43 MI0 0 分桁 44 H 時間桁 45 H0 0 時間桁 46 D 日桁 47 カレンダ D0 0 日桁 IC 48 MO 月桁 49 MO0 0 月桁 4 Y 年桁 4 Y0 0 年桁 4C W 週 桁 4D コントロ-ルレジスタ D 4E コントロ-ルレジスタ E 4F コントロ-ルレジスタ F 50H カプラ P5 入力デ-タ /P7 出力デ-タ 59 入出力 P6 入力デ-タ 5 5F ボード上のコネクタ CN4 にバグファインダアダプタ用の信号が接続されていますので市販のバグファインダアダプタによるデバッグができます バグファインダアダプタによるデバッグではメモリ空間 I/O 空間 割込みに対する制限を全く受けることはありません また プログラム領域のメモリに を使用する事によりプログラムのダウンロードも可能となります ノーマルモードとバグファインダ oot-on- モードの切替は JP3 で行います JP3 [JP3] 動作モ - ドの選択 CPU の動作 ノ - マル バグファインダ oot-on- ジャンパー選択 JP3 ノ - マルモ - ド ( 出荷時設定 ) バグファインダ oot-on- モ - ド 入出力コネクタのピン配列および型番 CN3 3 CN CN ボードの外側より見た図 [CN] ピン配列 信号名 ピンNo. 信号名 P50 P5 P5 P53 P P55 P P57 P P6 P6 6 6 P63 P P65 P P67 EXT-V 9 9 EXT- P P7 P7 P73 P74 P75 P P77 P50~P67 はフォトカプラ入力です P70~P77 はフォトカプラ出力です EXT-V は共通外部電源です EXT- は共通外部 です [CN] ピン配列 信号名 ピンNo. 信号名 5V P00/GTE0 P0/GTE P0/GTE 3 3 P03/NMI P P05 P P07 P0/GTE0 6 6 P/XCLK0 P/GTE 7 7 P3/XCLK P4 8 8 P5 P6 9 9 P7 P0 0 0 P P P3 P4 P5 P6 3 3 P7 P30/OUTS0 4 4 P3/SYNC P3/OUTP 5 5 P33/OUTP P34/OUT0 6 6 P35/OUT P36/OUTP0 7 7 P37/OUTS 5V 8 8 TXD 9 9 RXD RTS 0 0 CTS P00~P37 はパラレル入出力です TXD,RXD,RTS,CTS は RS3 用の信号です XCLK0~,GTE0~,OUT0~ はタイマ 用の信号です GTE0~,OUTP0~,OUTS0~,SYNC はタイマ 用の信号です NMI はノンマスカブル割込み入力です [CN3] ピン配列ピンNo. 信号名 TIN 3 TIN TIN,TINはバックアップ電池接続用です TIN: 次電池用 TIN: 次電池用

5 [CN4] ピン配列ピンNo. 信号名 FSIO CLOCK 3 5V 4 5 RESIN 6 FSIO,CLOCK はバグファインダアダプタ用の信号です RESIN はマニュアルリセット入力です [CN5] ピン配列ピンNo. 信号名 5V 本ボ - ドを単独で使用する場合は CN5 の, より電源を供給してください 入出力コネクタCN CN の型番 ( オムロン製 ) 名称 CN 型番 CN 型番 備考 ヘッダ- ( 基板側 ) XG4C-634 XG4C-4034 ソケット+ストレインリリ-フ XG4M-630-T XG4M-4030-T 付属品 列ソケット ( バラ線圧接用 ) XG5M-63-N XG5M-403-N WG4 用 セミカバ- ( バラ線圧接用 ) XG5S-30 XG5S-00 ロックレバ-( バラ線 フラット共用 ) XG4Z-000 入出力コネクタCN3 CN4 CN5の型番( 日本圧着端子製 ) 名称 CN3 型番 CN4 型番 CN5 型番 備考 ポスト ( 基板側 ) S3-EH 6-EH -EH ハウジング EHR-3 EHR-6 EHR- コンタクトピン EH-00T-P0.6 WG30~ 用 本ボードの持っている機能の多くは KL5C80 の機能をそのまま使用していますので使用方法の詳細については Z80 互換高速マイクロコントローラ KL5C80CFP ハードウェアマニュアルを御参照願います

6 注意 本製品は取扱いを間違えたり不適切な状態で使用されますと部品が破損したり 発火する可能性があり危険ですので以下の注意事項を必ずお守り下さい 電源の極性を逆に接続したり 使用範囲外の電圧を加えたりしないで下さい 各種出力信号 入出力双方向信号を電源やグランドに直接接続したり 過負荷で使用しないで下さい ( 必ず適正な負荷範囲内で使用して下さい ) サージ電圧 ノイズ等の発生が予想される機器 部品等の近くで使用する場合は 発生源に十分なノイズ対策を行って下さい 本製品は部品や部品のリード線がそのまま露出していますので指などに怪我をしないように取扱いには注意して下さい 当社製品は 人命にかかわるような状況下や 極めて高い信頼性が要求される用途の製品 設備に組込まれることを目的として設計 製造されたものではありません エーワン株式会社 FX(0568) 愛知県春日井市下市場町 6-9-0