BC-USB-Kit 説明書

第1版

2015 年 2 月

株式会社 ビート・クラフト

1.

概要
BC-USB-Kit は、Microchip Technology 社製 MCU (Micro Control Unit)である PIC24FJ128GB202 (以下PIC マイコン と表記します) を搭載した USB ガジェットの開発キットです。Microchip Technology 社が提供する PIC 用の開発環境を使って、USB デバイスの開発・デバッグを行うことができます。
BC-USB-Kit には オンボードで USB コネクタのほか、EEPROM、温湿度センサーおよびユーザ LED と入力スイッチを 各１個、搭載していますので、すぐにこれらのデバイスを使った USB ガジェットの開発を行うことができます。また、PIO, I2C などを含む拡張端子を備えていますので、外部にセンサや表示ユニットなどを接続して拡張することもできます。

2.

仕様
絶対最大定格値
備考
電源電圧-0.3～20V
USB コネクタの電源ラインのみ (1-4 端子間)
入出力端子電圧 (1)-0.3～3.6V
5V トレラント端子を除く *1
入出力端子電圧 (2)-0.3～5.5V
5V トレラント端子のみ *1
動作温度0～ 80℃
結露なきこと*1 5V トレラント端子については ピン配置を参照
絶対最大定格は、モジュールの動作範囲を示すものではありません。この定格を超える入力を行うと 一部または全部の機能が 永久に機能しなくなったり著しく性能が低下する限界を示すものです。この値を超えると必ずしも障害が発生するわけではありませんが、一瞬でも定格を超えないように取り合付かねばなりません。
動作時定格
項目
電源電圧 (VBUS)
H レベル入力電圧
L レベル入力電圧
H レベル出力電圧
L レベル出力電圧3.

最小42.302.80

標準5

最大5.5
3.60.93.30.3

備考
V (BUS バス電源電圧)
VVVV

概略ブロック図BC-USB-Kit の概略を下記に示します。
I2C, SPI, PIO etc

USB 2.0

PIC マイコン

LED, SW

USB コネクタ
VBUS
電源回路

EEPROM

温湿度センサ

3.3V 電源供給
外部 拡張コネクタ、 ICSP コネクタ※※※

EEPROM, 温湿度センサは I2C で接続されています。
一部を除き、PIO は、リマップピン機能で、PIC 内部の任意の周辺回路に接続できます。
USB 2.0 でサポートされるモードは Low Speed と Full Speed です。

4. 各部の名称
モジュールの各部の名称です

No.
12345

名称
ICSP 接続端子
リセットボタン
ユーザボタン
ユーザ LED
拡張用端子

Ref
J2
SW1
SW2
D1
J1

678910

USBTypeA コネクタ (オス)
電源表示 LED
PIC マイコン
EEPROM
温湿度センサP1
D2U1U2U3

備考
ICD3, PICKit3 などを接続するための端子
PIC をリセットするためのスイッチ
ユーザプログラムでアクセス可能なスイッチ
ユーザプログラムでアクセス可能な LED
外部デバイスを接続し、拡張するための端子
基板の両側にある端子列 2 つで 1 組になります
PC の USB ポートなどに接続するための端子電源が供給されると発光する LED (ユーザアクセス不可)
PIC24FJ128GB202 マイコン本体です
I2C でアクセス可能な 1Mbits EEPROM
I2C でアクセス可能な 温度および湿度センサ※※※

電源表示 LED (D2) は USB バスから電源供給されると点灯します
リセットボタン (SW1) は、PIC のリセットに繋がっています。押すと、PIC がリセットされます
J1 の 1～6 番端子と J2 の 1～6 番端子は、並列になっています。どちらか一方のみ使用します

5.

ピン配置
本モジュールは、DIP-28 ピンサイズの接続端子と 6 ピンのピンヘッダサイズの接続端子があります。それぞれのピン配置は、下記の表の通りですDIP-28 ピンコネクタ (J1)
機能・名称
1
MCLR
2
VIO
3GND4PGED15PGEC16NC
7VIO
8SCL29SDA2
10 GND
11 TMS/RPB5/USBID/RB512 NC
13 TDI/RPB7/CTED3/PMD5/INT0/RB7
14 GND
15 GND
16 TCK/RPB8/SCL1/CTED10/PMD4/RB8
17 CVREFOUT/AN10/C3INB/RPB14/VBUSON/SCK1/CTED5/RB14
18 GND
19 AN11/RPB13/CTPLS/PMRD/RB13
20 AN9/C3INA/RPB15/SCK2/CTED6/PMCS1/RB15
21 VIO
22 GND
23 PGED3/VREF+/CVREF+/AN0/C3INC/RPA0/CTED1/PMD7/RA0
24 PGEC3/VREF-/CVREF-/AN1/RPA1/CTED2/PMD6/RA1
25 SOSCI/RPB4/RB426 SOSCO/RPA4/T1CK/CTED9/PMA1/RA427 VIO
28 VBUS●マークがある端子が、 5V トレラント対応端子です。
6 ピン ピンヘッダコネクタ
番号 名称
1MCLR
2VIO
3GND
4PGED15PGEC16NC
※
※
※
※
※

備考
J2 と並列J2 と並列J2 と並列J2 と並列J2 と並列I2C (2ch) 専用
I2C (2ch) 専用
(RB7)( UART CTS)(UART RTS)

(UART-RX)(UART-TX)

備考
J1 と並列J1 と並列J1 と並列J1 と並列J1 と並列DIP-28 ピンコネクタ (1) の 1～6 番と 6 ピンヘッダ (J2) の 1～6 番端子は、並列になっています。
プログラマは どちらか一方のみに接続します。他方には なにも接続しないでください
VIO は、PIC マイコンおよび入出力信号用の電源ラインです。この電源ラインは、USB バスの電源ライン(VBUS) から供給される DC 5V から、生成され、供給されています。
VBUS は USB バスの電源ラインから供給される DC 5V のラインです。
電源は USB コネクタに接続された USB バスから供給されます。
J1 の各機能は、PIC24FJ のリマップピン機能により選択されます。詳しくは Microchio Technology 社発
行の PIC24FJ に関するマニュアルを参照してください。

6.

拡張端子について
BC-USB-Kit には、ICSP 機能を含む J1 拡張端子 と ICSP 接続用である J2 ICSP 接続端子があります。 J1
拡張端子は、600mil 幅の DIP-28 と同じサイズでスルーホールが配置されています。この端子に DIP-28 ピンサイズの連結端子を半田付けすることができます。この場合、DIP-28 ピンの IC ソケットに装着したり、2.54mmピッチのユニバーサル基板等に接続することが可能になります。またブレッドボードに実装して、実験を行うことも可能です。

7.

ICSP について

ICSP 端子は J1 と J2 に並列に配線されています。
SW1 はリセット端子に接続されています。押下すると、MCLRが L レベルになり、PIC がリセットされます。
J1 拡張端子の ICSP 接続用の端子または J2 ICSP 接続端子もありますので、PICKit3 や MPLAB ICD3 などを接続してプログラムや、デバッグを行うことができます。J1 拡張端子の 1～6 番と J2 ICSP 接続端子は、並列になっています。この端子のどちらか一方のみに PICKit3 や MPLAB ICD3 などを接続し、他方の端子にはなにも接続しないでください。 接続するとプログラムやデバッグが不安定になったり、動作しなくなります。

8.

USB についてUSB 2.0 をサポートしています。 USB の D-/D+ は PIC マイコンに接続されていますので、内蔵の USB モジ
ュールを有効にすることにより、使用することができます。PIC マイコンによってサポートされるスピードはLow Speed と Full Speed です。J1 の 11 番端子に USB-ID が配線されています。オンボードの USB コネク
タには USB-ID が配線されていません。 必要な場合は、J1 の 11 番端子を利用するか R5 (0Ω) を実装してUSB-ID を固定してください。USB コネクタから供給される電圧が高い場合、過電圧保護 IC によって遮断されます。

9.

I2C について

BC-USB-Kit は、オンボードで I2C 接続の EEPROM および温湿度センサーを搭載し、PIC 内蔵の I2C2 モジ
ュールに接続してあります。このため I2C2 の端子は、I2C デバイス用に予約されており、他の用途に利用できません。SDA/SCL の各ラインは オンボードで 3.3kΩの抵抗によってプルアップされています。外部にデバイスを接続するときは、DIP-28 ピンコネクタの下記の 4 ピンを利用すると、連続したピンでアクセスできます。
EEPROM は、1Mbit のシリアル ROM です。 I2C デバイスアドレスは 0x50 と 0x51 に固定されています。
外部にI2C デバイスを接続することきは、温湿度センサの I2C デバイスアドレスは 0x40 に固定されています。
これらのアドレスを避けてください。
J1 ピン番号
78910

名称
VIO
SCL
SDA
GND

備考
3.3V 電源I2C クロックI2C データGND

10. UART について

BC-USB-Kit は、3.3V -CMOS レベルの UART を利用できます。このラインは PIC マイコンのリマップ機能を使って、割り当てます.。この端子は、UART 機能を使わない場合や ハードウェアフローを使わない場合には、他の機能に割り当てて使用することが可能です。UART を割り当てるときは 下記のマッピングを使うと、連続したピンでアクセスすることが可能です。その他のピンに割り当てることもできます。 UART1 で利用する場合の設定レジスタを 以下に示します。
J1 ピン番号15161718192021

名称
GND
CTS
RTS
GND
RXTX
VIO

設定レジスタ
RPINR18<13:8>
RPOR7<5:0>
RPINR18<5:0>
RPOR7<13:8>
-設定値

備考
GND

84
GND
1333.3V

11. アナログ入力
PIC マイコンに内蔵された ADC を利用して、AD 変換を行うことができます。BC-USB-Kit で利用可能な入力ピンは 下記の通りです。
なお、リファレンス電圧端子は他の用途に割り当てられているため、BC-USB-Kit では使用できません。
J1 ピン番号
1920

名称
AN7AN9

12. セカンドオシレータ
オンボードには セカンドオシレータがありません、。セカンドオシレータを使うときは、26 番ピンに 32768Hzのクロックを入力してください。
13. プライマリオシレータ
OSCI/OSCO 端子に 24MHz の水晶振動子が接続されています。 オンボードの水晶振動子を使い、USB 機能を利用する場合には、PIC マイコンに内蔵された USB モジュールに 48MHz のクロックが供給されるように設定が必要です。
PLL Prescaler PLLDIV<3:0> を通過したあと 4MHz のクロックが必要です。従って PLL Presaler は ÷ 6(PLLDIV<3:0> = 0101) が選択されなければなりません。
PLL から出力される System Clock は 32MHz を CPU Divier CPDIV<1:0> で選択された周波数になります。
14. 参考資料
PIC24FJ128GB204 FAMILY DataSheet
Microchip Technology 社
16-bit MCU and DSC Programmer’s Reference Manual
Microchip Technology 社
MPLAB® X IDE ユーザガイド
Microchip Technology 社
Atmel AT24CM01 I2C-Compatible (2-wire) Serial EEPROM 1Mbit DATA SHEET
Atmel 社Si7020-A10 I2C HUMIDITY AND TEMPERATURE SENSOR
Silicon Laboratories 社

15. 付録 - 回路図および配置図

5REV014Description
初版 作成

3DATEBY

2015/01/09

Ryuchi

21CONTENTS
PAGE NO.

DSCHEMATIC PAGE
D1表紙

2

PIC MCU Board

3

PIO PORTS / EEPROM / SENSOR / SERIAL PORTCC

B

B

A

A
Title
Size
B

表紙
Document Number

43201

PIC-010-0001A

Date: Friday, January 09, 2015

5RevSheet

11of3

543

2

VIO

D

C4C1

0.1u

D0.1u

VIO

1VIO

ORG
RB9D1R1LO L29K-H2K1-24-Z

1.5kU1OSC1OSC2RB4RA4USB-ID
R2RB7UART-CTS

C

100R5EP

0,DNI

RA1RA0MCLR
UART-TX
UART-RTS
UART-RXVIO

SW1AMCLR

USB-DUSB-D+
VIO/VSS
RB9R310u,2012

OSC1OSC2VBUS

28272625
2423
22
2120
19
18
1716
150.1uSDA
SCL

PGED1/AN2/C1IND/C2INB/C3IND/RPB0/PMD0/RB0
PGEC3/VREF-/CVREF-/AN1/RPA1/CTED2/PMD6/RA1
PGEC1/AN3/C1INC/C2INA/RPB1/CTED12/PMD1/RB1 PGED3/VREF+/CVREF+/AN0/C3INC/RPA0/CTED1/PMD7/RA0
AN4/C1INB/C2IND/RPB2/SDA2/CTED13/PMD2/RB2
MCLR
AN5/C1INA/C2INC/RTCC/RPB3/SCL2/PMWR/RB3
AVDD
VSS1AVSS
OSC1/CLKI/RPA2/RA2
AN9/C3INA/RPB15/SCK2/CTED6/PMCS1/RB15
OSC2/CLKO/RPA3/PMA0/RA3
CVREFOUT/AN10/C3INB/RPB14/VBUSON/SCK1/CTED5/RB14
SOSCI/RPB4/RB4
AN11/RPB13/CTPLS/PMRD/RB13
SOSCO/RPA4/T1CK/CTED9/PMA1/RA4
VUSB3V3
VDD1PGEC2/RPB11/D-/RB11
TMS/RPB5/USBID/RB5
PGED2/RPB10/D+/CTED11/RB10
VBUS
VCAP
TDI/RPB7/CTED3/PMD5/INT0/RB7
VSS2
TCK/RPB8/SCL1/CTED10/PMD4/RB8
TDO/RPB9/SDA1/CTED4/PMD3/RB9C21234567891011121314PGED
PGEC
SDA
SCL

0,TABLE1

EPR4C

EVQQ2Y01W

0,TABLE1C3MCU, TABLE1

VIO
VIO

0.1u

0.1u

VIO

VBUS
C15C5VIO

J1

R91234567891011121314

AMCLR

R8R7100
PGED
PGEC
SCL
SDA
USB-ID
RB70.1u

SW2123456789101112131428272625242322212019181716152827262524232221201918171615RA4RB4RA1RA01234560.1u

4.7k
MCLR

B

J2R6C63.3k

3.3k

TABLE1 - MCU
B

UART-TX
UART-RX123456AMCLR
PGED
PGEC

MCU

R3R4

PIC24FJ128GB202

INSTALL

NONE

PIC32MX270F256B

NONE

INSTALL

PINHEADER_1x6

UART-RTS
UART-CTS

C16

DIP-28EVQQ2Y01W

A

A

Title
Size

PIC MCU Board
Document Number

Rev

B

PIC-010-0001A
Date: Friday, January 09, 2015
543201
Sheet
12of35421

VIO

SENSOR

MAIN CLOCK

0.1u

0.1u

EEPROMD

4.7k,1608,DNI

VIO

3D

C8R10C7NX2520-24MHzX1U2OSC2OSC2SCL
SDA

U3SDA

24FC1026-I/ST

123654EPSDA SCL
GND VDD
NC1 NC2EPSCLC10SCL
SDA

10p

WP
10p

8765C9NC VDD
A1WP
A2 SCLVSS SDA

0,16081234OSC1OSC1R11Si7020-A10CC

VBUS

U4EP

12310kEP

NCP361SNEN BYP
GND NCIN OUT
EP

654EP

500mA max

MIC5219-3.3YML

10u,2012

B

ENFLAGGND OUT2IN
OUT1VIO
U5470p10u,2012

BLM21PG221SN1VBUS

1u,1608

L16 R12541u,1608

123GRN
R13

D2G3R14R152222C14C13C12C17P11234B

LG L29K-G2J1-24-Z

USB-DUSB-D+USB TypeA Plug

5G2VB
DD+G1C1161.5k

A

A

Title
Size

PIO PORTS / EEPROM / SENSOR / SERIAL PORTDocument Number

RevB

PIC-010-0001A
Date: Friday, January 09, 2015
543201
Sheet
13of3