Key Ichigo 2

KeyIchigoが概ね動作していることがわかりましたのでハードウエアの紹介をしておきます。

KwyIchigo ハードウエア編

まずは写真をご覧ください。基板は経済寸法の10㎝x10㎝です。

簡単な説明

LCDソケット：モバイルモード用128x64ドットLCD用ソケット

バックライトSW：LCDのバックライトON/OFFスイッチです。

W-Fi モジュール：WROOM02をのせてMixJuice互換になります。

EEPROM:Basicプログラム保存用の拡張ROMです。

電源コンバータ：1.9~5Vを3.3Vに変換します。これで乾電池でLCD点灯が可能となります。

電源スイッチ：左がONで右がOFFですが、逆がよかったかも。

LCD,ブザー：IchigoJam標準装備です。

ブザースイッチ：ブザーの音をOFFできます。

USB電源入力：５Vで使うときの電源コネクタです。

Groveコネクタ：センサーなど拡張用のGrove互換コネクタを実装できます。２ｍｍピッチのコネクタがつかえます。

IJ CPU:いうまでもない、LPC1114FDH28。

タクトスイッチ：IchigoJam標準装備品です。

LED:キーボードのLEDですが使うことがないので要らないかも。

UARTポート：ATMEGA328のシリアルポートが出してあります。ブートローダを書き込んでUSB-シリアルアダプタなどをつなげればArduinoIDEでプログラムできる（筈）。

キーボードデコーダ：ATMEGA328を１MHｚで使っています。プログラムはソフトウエア編をご覧ください。(Linkを追加しました。）

USBポート：IcjigoJamにつながっている配線の端子を設けました。上下を切り分ければ下半分はPS2キーボードとして動作するように作ってあります。

プログラムポート：GTMega３２８に書き込むための６ピンコネクタです。

その他：左下の方にキースイッチの間にある小さな部品はマトリクス用のダイオードです。３個使っています。

裏

RCAコネクタは裏につけられます。

LCD載せ

F1~F12は、Funcキーを押しながら最上段のキーを押します。

「-/=」を「=/-」とシルク印刷してしまいました。逆ですね。

電源

Wi-Fiを使うときは、乾電池３本または５V電源で使います。

Wi-Fi の電源は、中央にLDO用のパッドが用意されています。C6にはOSコンをのせて使います。

Wi-Fiを使わないときは、乾電池２～３本または５Vで使います。電圧範囲は１．９V~5Vです。

その他

Groveコネクタは合計６個です。３個はI2Cがつながっています。残りにはOUTがつながっていますので、I/Oとして使うことができます。

IchigoJamは素直に実装されています。

LCD右上のパッドは、I2C接続の温度センサーです。

「10 SWICH 1」を自動起動させると電源ONでLCDが使えますよ。

LINK他

IchigoJamはjig.jpの登録商標です。

詳しくはこちら。

Key-Ichigo

IchigoBoyのフルキー版を考えてみました。

Key Ichigo　キイチゴ　キーボードソフト編

概要

コンセプトは「ポケットIchigoJam」です。

キーデコーダはATMEGA328Pを使う。

素直なキーマトリクスだとピン数が足りないので一工夫必要でした。

FirmwareはArduinoIDEでつくる。

キー配列はフルキー同等にする。（10キー無し）

LCDもつけてポケットPC化する。（Vidoeコネクタは残す）

ついでにMJとかROM、 センサー用コネクタとかも載せてIoTにも対応。

28ピンソケットは対応。５ピンソケットは位置がずれます。

10㎝角の基板に全部載せます。

最小構成

LINKなど。

猫にコ・ン・バ・ン・ワ のページを参考にさせて頂きました。

ps2dev を使うとマウスとキーボードをエミュレートできるらしいのですが、すでに作ったことがあるので、ライブラリは使わずにコーディングします。

自分でP/S２をプログラムしてみたいので仕様をこちらで拝見しました。
https://www.technoveins.co.jp/technical/keyboard/
https://www.avrfreaks.net/sites/default/files/PS2%20Keyboard.pdf

名前はFB友につけて頂きました。ソフトのトラブルも解決ヒントをFBのIchigoJam-Fanでいただいています。そちらもよろしければご覧ください。

以下、整理します。というより丸写し。

PCとの通信ハンドシェーク

• PCがCLK=0にしている：PCがBUSY
• CLK=1、DATA=0：PCからの送信要求
• データ送信は、CLK=1のとき、データを出してキーボードからCLKを操作する。

今回は１キーのみの対応なので次のようなフローになります。複数のキーが押されたとき最初のキーが離れた時点で次のキーを受け付けるようになります。シフトやコントロールキーはいつでも応答します。

１キー打鍵キーボードの処理

1. DATA=1ならキースキャンを開始する。
2. DATA=0ならPCからコマンドを受信して処理し１に戻る。
3. 押下を検知したら、そのスキャンコードを送信する。
4. キーのリリースを待つ。タイムアウトしたらオートリピートコード送信する。
5. 当該キーのリリースを検知したらリリースコードを送信する。
6. スキャンを続けるか、または１に戻る。
7. Shift,ALT,CTRLは１と４のところで押下をチェックして別途コードを送信する。

PC->キーボードへの命令

• 0xed + 0x00~0x07 : LED点灯制御（未確認）
• 0xee : ECHO Responce要求 （対応）
• 0xef~0xf2, 0xf7~0xfd: Nop　（未対応）
• 0xf3 + 1byte : Set Typematic Rate/Delay（未対応）
• F4 : Enable キースキャン開始　（ACK返信）
• 0xf5：Default Disable、初期化しスキャン停止（未対応）
• 0xf6：Set Default、初期化（未対応）
• 0xfe：Resend　再送要求（未対応）
• 0xff：Reset。リセットしACKを返す。その後セルフテストを開始。（ACKを返す）

キーボードからPCへのコマンド

• 0x00：バッファオーバーフロー（バッファサイズ16バイト）（未対応）
• 0xaa：BAT Completed。Basic Assurance Testが正常終了した。（未対応）
• 0xee：ECHO RESPONCE。ECHOコマンドへの応答（対応）
• 0xf0：Break code prefix
• 0xfa：Ack。ECHO, RESEND以外のコマンドの正常受信に対する応答コード
• 0xfc：　BAT Failure（未対応）
• 0xfd：セルフチェックでエラー発生（未対応）
• 0xfe：PCに対する再送要求（未対応）

PCからのコマンドはF4とFFにACKを返します。EDもプログラムはしましたが、２バイト目の受信は動作未確認です。IchigoJamが使わなければいらないし。

さて、いくつかのメモです。
クロック周波数は１０～１６．７KHｚ（ 周期100~ 60uS）です。送信時は80uSに調整しました。受信時は適当です。
キーボードからホストに送信するときは、CLK=1を確認してからデータを書いてクロックをLOWにしてHIGHに戻すことを繰り返します。SPIをプログラムで送信するのと同じです。

ホストからキーボードに送るプロトコルはこうなっています。
　　クロックを作るのはキーボードが行う。
　　HOST->DEVICEのスタートビットはHOSTが作る。
　　PCからキーボードへのデータの送り方。
　　　　PCは100uS以上クロックを０にする。
　　　　PCはDATAをLOWにする。（スタートビットに見える）
　　　　次にクロックを１にするとデータ送信要求状態となる。
　　　　キーボードは10mS以内にデータ読み出しを開始する。
　　　　
これで条件がわかりました。あとはせっせとコーディングします。
PCからのコマンドは全てスルーしても一応動きますので、自作されるかたはまずそれから試せばよいと思います。

＞＞ハードウエア編につづく（予定）

ソフト編補足 2020年5月２日

IchigoJamのモニタ出力のDefaultはNTSCなのです。KeyIchigoは128x64のLCDが搭載されていますが、そのままでは切り替えないとLCDは点きません。
そこで、キーボードコントローラにIchigoJamからリセットコマンドが送られたら通常のACKにつづけて「F1＋SWITCH1,5＋Enter」を送信するようにしました。
これで、電源を入れるとLCDが表示を始めるようになりました。

LINK他

IchigoJamはjig.jpの登録商標です。

詳しくはこちら。