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電子部品から、H8組込みプログラミングまで
モータ制御
学習キット
e-nuvo
イ ー
ヌ ー ボ ー
BASIC
電子回路
組込み
プログラミング
ハードウェア
記述言語
HDL
CPLD拡張基板
H8 CPU
CPLD（FPGA）
HDL学習パッケージ（オプション）
抵抗・トランジスタ 電子部品の基本から
抵抗値の読み方、半固定抵抗の特性、トランジ
スタのスイッチング作用、LEDなど、電子部品の
特性を、実験を通して、ひとつひとつ確認する基
礎カリキュラム。
ブレッドボードを使った基本回路演習
回路演習の基本は、ブレッドボード上で回路を組
む実践から。プリント基板だけでは、単なる半田
付け演習になりがちです。簡単な回路はブレッド
ボードで、発展的な回路は専用基板で。
回路図を理解し、基板パターンを追う
Hブリッジは、FET 4つを文字通りH字型に配置。
回路図からパターンを追いかけることで、回路と
実装を関連付けます。半田付けキットですが、あ
くまで、その後の繰り返し演習がポイントです。
H8 CPUを用いたプログラミング演習に
組込みプログラミングには、ソフトだけでなく、
ハードに関する基礎知識が必要です。一般的な
H8マイコンを用いて、ブレッドボードで実験した
LEDを操作する。基礎からの演習に最適です。
モータ制御カリキュラム 別冊教科書
車輪型も二足歩行ロボットも、モータ制御部は全
く同じ。 C言語によるDCモータの制御は、メカト
ロニクスの基本中の基本です。A/D変換、割込
み処理、エンコーダ、PWM、そしてPID制御まで。
業界標準の開発環境を無償利用可能
H8マイコンのルネサステクノロジが提供する統
合開発環境HEWは、プロの組込みエンジニアも
利用する業界標準のプログラミング環境です。
実習授業でも、将来、実際に使えるツールを。
アルテラ製MAX II CPLD搭載
ソフトウェアが得意な領域は、H8マイコンで。
ハードウェアが得意な領域は、CPLD（FPGA）で。
産業界で広く使われているアルテラ製CPLDを
用いて、ハードウェア設計の基本を学習します。
新開発！オリジナルCPLD拡張基板
e-nuvo BASICにスタックするCPLD拡張基板を
新開発。CPLDを用いて、ハードウェアでモータ
制御（H-Bridge制御、角度センサA/D変換等）が
できるだけでなく、H8 CPUとの通信も可能です。
はじめてのHDL 別冊教科書開発中
AND・ORの論理演算から、デコーダ、セレクタ、
フリップフロップと、基礎を順を追って学習します。
後半は、カウンタ、ステートマシン、信号処理など、
最終的にはフィードバック制御を目標とします。
©2007 ZMP INC. All Rights Reserved.
■ モータ制御学習キット e-nuvo BASIC の基本構成
e-nuvo BASIC 基本パッケージ
汎用CPU基板
ブレッドボード
H8/Tiny CPU
ルネサス
テクノロジ製
E8エミュレータ
接続ポート
（デバッグ用）
シリアルポート
・FW書込み
・ログ書出し
電子部品の基本は、ブレッドボード上
で、自ら配線することから。ポテンショ
メータの特性や、LEDの極性など。
e-nuvo WHEELと共通のCPU基板。
汎用なので、取り外して好きな実験に
も活用できます。
統合開発環境HEW
外部入出力ポート
開発環境として、ルネサステクノロジ
の統合開発環境HEWをサポート。E8
エミュレータによるデバッグにも対応。
H8 CPU、及びCPLDの空きポートを、
外部入出力ポートとして、公開してい
ます。ジャンプワイヤで接続します。
HDL学習パッケージ
（オプション）
センサ基板（オプション）
CPLD
アルテラ製
MAX II
Hブリッジ回路
2種類の角度センサ
ジャイロセンサ
村田製作所製
ENC-03
簡易実験用の
スイッチやLED
実験用入出力ポート
（スイッチ、LED）
ポテンショメータ
（半固定抵抗）
エンコーダ
加速度センサ
Analog Devices
製ADXL322
CPLDを活用することで、HDL（ハード
ウェア記述言語）を用いたハードウェア
設計についても、実験できます。
ジャイロセンサや、加速度センサを活
用した発展的な実験も可能です。
アナログ「ポテンショメータ＋A/D変換」
と、ディジタル「エンコーダ＋パルスカウ
ンタ」の基本を、実験を通して学びます。
4つのFETスイッチをH型に配置した、
最もわかりやすいHブリッジ回路です。
DCモータ駆動の基本を習得します。
CPUディジタル入出力の基礎実験用
に、Push SW（×1）、Dip SW（×3）、
LED（×8）等を備えています。
■ 学習カリキュラム「電子部品の基礎とモータ制御」
【第１章】電子部品の
基礎と角度センサ
(1) 電子部品の基礎
(2) ポテンショメータの特性
【実験】角度と抵抗値の関係を測
定してみよう
【第2章】モータ駆動
【第3章】マイコンの基礎
(1) モータの特性
(2) トランジスタのスイッチ
【実験】トランジスタを用いて、モー
タを駆動してみよう
(3) Hブリッジ回路
【実験】Hブリッジ回路を製作して
みよう
(1) プロセッサとは
(2) 入出力プログラミング
【実験】LEDを点灯してみよう
【実験】ＤＩＰスイッチの値を読み込
んでみよう
【第4章】マイコンによるセ
ンサ情報の取得
【第5章】マイコンによる
モータ制御
(1) A/D変換
【実験】角度情報をA/D変換で取り
込み、LEDに表示しよう
(2) 割り込み処理
(3) エンコーダのしくみ
【実験】エンコーダのカウント
(基本/2逓倍/4逓倍)
(1) PWM
【実験】PWM波形の生成
(2) フィードバック制御
【実験】ＰＩ制御によるモータの位置
制御（ポテンショメータ）
【実験】ＰＩ制御によるモータの速度
制御（エンコーダ）
■ 実習カリキュラム教本 総監修： 水川 真（みずかわ まこと）
1975年早稲田大学大学院理工学研究科修士課程機械工学専攻修了、1987年工学博士（早稲田大学）。
1975年から2000年まで日本電信電話公社（NTT）に勤務。この間（1981～82年）、米コロンビア大学客員研
究員。1988年からNTT新分野事業推進部担当部長、1992年から同社ヒューマンインタフェース研究所知能
ロボット研究部主幹研究員・研究グループリーダー。2000年から芝浦工業大学工学部電気工学科教授。そ
の後、大学院工学研究科修士課程、博士課程の教授を兼ねる。日本機械学会フェロー。日本計測自動制
御学会フェロー。世界初の人間型ロボット「WABOT」を皮切りに、数多くののロボット研究・開発に従事。日
本ロボット学会理事、日本機械学会ロボティクスメカトロニクス部門部門長、計測自動制御学会常務理事、
同制御部門部門長およびシステムインテグレーション部門部門長などを歴任。
■ Cプログラマのためのマイコン入門コース
マイコンシステムについて、更に詳しく学習したい方は、ルネサステ
クノロジ社のe-schoolシリーズ「Cプログラマのためのマイコン入門
コース」を推奨します。I/Oポートやタイマ、A/DコンバータなどのH8
内蔵周辺機能の制御、実行環境の設定方法、E8エミュレータの活
用など。e-nuvo BASICの汎用CPU基板と同じ、H8/Tiny CPUを用
いているので、学習もスムーズです。
■ モータ制御学習キット e-nuvo BASIC の主な仕様
モータ制御学習キットe-nuvo BASIC ver.1.0 （イーヌーボー・ベーシック）
商品名
ZMPオリジナル汎用CPU基板（×1）
・ルネサステクノロジ製H8 Tiny （HD64F3687FP）
CPU
CPLD （オプション）
ZMPオリジナル汎用CPLD基板（×1）
・アルテラ製MAX II EPM240T100C5
アクチュエータ
マブチ製DCモータ RE-280RA
角度センサ（ディジタル）
角度センサ（アナログ）
センサ
姿勢センサ （オプション）
加速度センサ （オプション）
付属品
PCインタフェース
半固定抵抗5kΩ
統合開発環境
フラッシュ書込みツール
製造元：
ZMPオリジナル加速度センサ基板（×1）
・加速度センサ：ANALOG DEVICES製ADXL322JCP
株式会社ゼットエムピー
〒153-0042 東京都目黒区青葉台4-7-7 青葉台ヒルズ10F
TEL: 03-5738-4855
FAX: 03-5738-4838
URL: http://www.zmp.co.jp E-Mail: [email protected]
ブレッドボード、ジャンプワイヤ、ワニグチクリップ、CPU書込み用ハー
ネス、その他予備部品
販売代理店：
ZMPオリジナルジャイロセンサ基板（×1）
・ジャイロセンサ：村田製作所製ENC-03RC×1
RS-232C （フラッシュ書込み用）
制御用
モータ用
電源
推奨開発環境
ZMPオリジナルエンコーダ回路（×1）
・分解能4[pulse/rev]
・カウント処理（基本/2逓倍/4逓倍）
CPU5[v]、CPLD3.3[v] （1.2[v]充電池×3を昇圧）
3.6[v]
（1.2[v]充電池×3を直接入力）
ルネサステクノロジ製HEW（High-performance Embedded Workshop）
ルネサステクノロジ製FDT（Flash Development Toolkit）
※ 予告なく内容を変更する場合がありますので、ご了承ください。
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