Сборка Микро-80

[vinxru]

Сборка Микро-80

Я пол года занимался ремонтом квартиры, каждый день, каждую минуту, поэтому хобби временно забросил. Так же я временно забросил разработку программы для работы с дисками +3DOS. Теперь я медленно возвращаюсь к жизни. Программа будет! Но сейчас я начал сборку компьютера Микро-80.

Напомню, что это самый первый советский домашний компьютер. Он промышленно не выпускался и поэтому это самый интересный и раритетный компьютер.

Так же очень интересен аппаратный отладчик этого компьютера. Он позволяет устанавливать брякпоинты на любой адрес (в т.ч. ПЗУ). Позволяет пошагово отлаживать программу. При выполнении команды OUT 0, данные отображаются на светодиодах передней панели. А при выполнении команды IN 0, программа останавливается, пока пользователь на тумблерах не наберет число и не нажмет на кнопку "ГОТОВО". Само собой можно изменять и читать память, обращаться к устройствам ВВ с помощью тумблеров.

Половина микросхем


Компьютер будет состоять из нескольких плат:
* Плата процессора
* Плата ПЗУ 2 Кб
* Плата ОЗУ 32 Кб и схема регенерации ОЗУ
* Расширение ОЗУ 32 Кб
* Отладчик 1
* Отладчик 2
* Отладчик 3 (плата передней панели с индикаторами и кнопками)
* Видеоадаптер без видеопамяти
* Видеопамять
* Клавиатура+Магнитофон
* Программатор
* Статическая память 2 Кб (временный модуль, пока не соберу ОЗУ)
* Адаптер PS/2 клавиатуры к Микро-80 (на AVR)
* Контроллер SD-карты на AVR
* Кросс-плата
* Блок питания

Я начал сборку с видеоадаптера (который у меня состоит из 2-х плат), потому что он работает без процессора, только питание подай и его легко отлаживать. Для отладки буду использовать Arduino.

Первую плату видеоадаптера я уже сделал, но мне она не нравится. Во первых, я намучился соединять слои платы в местах крепления панелек. Во вторых, контактные площадки получились очень маленькими и они легко отваливаются. Поэтому вторую плату я сделал так, что все детали запаиваться только снизу в жирные контактные площадки.

Видеоадаптер


Проводом соединен сигнал "начало символа" (это каждый 6-ой столбец экрана) с видеовыходом, что нам дает тонкие вертикальные полосы на экране. Горизонтальные полосы - это отступы между символьными строками.

Видеоадаптер вроде работает!


Видеопамять



Оригинальная схема
http://tmaplatform.ru/vinx_home_page/micro80_svob.png

Моя схема видеоадаптера (без видеопамяти)
http://tmaplatform.ru/vinx_home_page/micro80_sv1b.jpg

Моя схема видеопамяти
http://tmaplatform.ru/vinx_home_page/micro80_sv2b.jpg

Видеоадаптер отображает черно-белый текстовый режим 64x25 символов. Размер символа 6x8 пикселей. Знакогенератор содержит 128 символов. Символ можно инвертировать.

Видеоадаптер не поддерживает чтение из видеопамяти. Но компьютер устроен так, что данные записываются одновременно в видеопамять и ОЗУ, здесь они занимают одни и те же адреса. И получается, что можно читать данные, которые вы записывали в видеопамять. (Конечно, только если в компьютер установлено 64 Кб ОЗУ.)

Видеоадаптер можно расширить добавив несколько микросхем памяти. Причем основная плата видеоадаптера остается без изменений и эта доработка идеально впишется в структуру компьютера. В оригинальной схеме каждый символ занимает 2 байта адресного пространства: 1 байт код символа (из которых используется 7 бит) и 1 байт атрибутов (из которых используется 1 бит). Добавляем память для недостающих битов и более емкую ПЗУ (которая уже добавлена) и мы имеем 256 символов и несколько цветов.

Следующим этапом я буду делать кросс-плату. Это просто 10 параллельно соединенных слотов. С помощью кроссплаты можно будет объединить видеоадаптер с видеопамятью и что нибудь написать на экране монитора. Далее будет плата ПЗУ, плата ОЗУ и плата процессора. Вот тут уже можно будет запускать тесты. Потом надо будет сделать плату магнитофона, клавиатуры, PS/2 переходника и одну плату динамической памяти. Вот тут можно будет запустить Бейсик и прочие программы, но это будет только половина пути.

Кросс плата



А в итоге компьютер будет выглядеть почти так. На фото ниже компьютер Альтаир. Я тоже сделаю прозрачный корпус.



Толстые и геометрически правильные дорожки питания и конденсаторы по питанию не помещаются! Конденсаторы я напаяю с тыльной стороны платы прямо к питательным ножкам микросхемы. А вот дорожки, я надеюсь, сойдут и такие. Возможно не достаточно толстые и не достаточно короткие.

[Advertiser]

[viktstep]

vinxru, а у Вас нет желания организовать проект что-то типа "ИРИШИ". Думаю желающие появятся, для участия в данном проекте.

[vinxru]

Тут вот человек собирал Иришу
http://zx.pk.ru/showthread.php?t=14546

(Только печатной платы видеоадаптера я там не нашел, но схема есть)

[mbojenov]

Если кому нужен микро-80 тех годов сборки с потертым РФ1 - обращаейтесь, забирайте. лучше конечно поменяться. Москва.

[BYTEMAN]

vinxru, круто! Супер! Кстати, вы видели Микро-80 товарища Prusak'а?

[eea66]

Если кому нужен микро-80 тех годов сборки с потертым РФ1 - обращаейтесь, забирайте. лучше конечно поменяться. Москва.

А фото можно посмотреть?

[mbojenov]

нет денег на аккомуляторы для фотика. извините, в полной ЖЖЖ

[MV1971]

Если кому нужен микро-80 тех годов сборки с потертым РФ1 - обращаейтесь, забирайте. лучше конечно поменяться. Москва.

А за сколько денег отдадите и готовы ли пересылать?
Дополнительно если например Dynael заберу.

[vinxru]

vinxru, круто! Супер! Кстати, вы видели Микро-80 товарища Prusak'а?

Да, видел конечно. Он там схему упрощал, а я буду собирать 1 в 1, на печатных платах в красивом корпусе.

--------------------------------------------------------------------------------

Спаял кроссплату и прозвонил её.





Теперь надо прошить ПЗУ со знакогенератором и вытравить маленькую платку, что бы вставить её в слот и подпаять к ней Arduino. С помощью Arduino я буду проверять видеоадаптер и весь компьютер.

Оказалось, что шаг ножек слота больше стандарта на 0.008 мм . Вроде это не много, но слоты удалось вставить в просверленные отверстия только после матюгов и подгибания ножек.

[vinxru]

Системная шина

Сейчас я расскажу вам про системную шину моей версии Микро-80 с некоторыми отступлениями. Для системной шины я использовал 120 контактный слот. Для оригинального Микро-80 хватило бы 60 контактного слота, но я разделил большие модули на две платы и эти платы так же соединены через системную шину. 120 контактного слота хватило только-только.

Сразу скажу, что я на 100% повторяю оригинальную схему Микро-80. Модули SDCARD и PS/2 - это дополнительные модули, которые подключаются к стандартным интерфейсам Микро-80, для них не пришлось изменять схему и для процессора они полностью прозрачны. Модуль SDCARD, например, выполняет захват шины и загружает программу напрямую в память, не занимая портов ввода-вывода. Процессор к нему никак обратиться не может.

И так, линии моей системной шины делятся на 5 групп.



Группа 1. Питание (серая)

Под питание отведено 8 линий. Это 4 линии для массы, 2 линии для +5 Вольт и по одной линии для +12 и -5 Вольт.

Группа 2. Стандартная шина Микро-80 (красная)

Стандартная шина Микро-80 состоит из 52 линий.

1) ТИ1,ТИ2,Ф1,Ф2 Выход тактового генератора процессора.
2) D0-D7 Шина данных.
3) A0-A15 Инверсная шина адреса.
4) СБР, РПР, ОЖ, ЧТКП, ПЗХ, СИН, ЗПЗУ, ЗПВВ, ЧТВВ, ЧТЗУ, ППЗ, ЗВ, СТК, ОСТ, ВЫВ, М1, ЧТП, ВВ - Выходы состояния процессора.
5) УСТ, ЗПР, ЗХ, ГТ - Входы управления процессором.
6) БЛКВХ, БЛКВЫХ - Используются, что бы отладчик, ПЗУ, статическая и динамическая память одновременно не обращались к шине.

Группа 3. Видеопамять (оранжевая)

Модуль видеоадаптера я разделил пополам и эти половинки соединены через системную шину. На отдельную плату я вынес: ОЗУ, ПЗУ знакогенератора, сдвиговые регистры и инверсию символов. Я назвал эту плату видеопамятью.

В направлении видеопамяти:

VA0-VA7 - Выбранный адрес видеопамяти
VCE1 - Выбор первого банка видеопамяти (это сигнал VA8)
VCE2 - Выбор второго банка видеопамяти (это инверсный сигнал VA8)
VWR1 - Записать байт с шины данных в память символов (это сигнал !VA9 & VWR)
VWR2 - Записать байт с шины данных в память атрибутов (это сигнал VA9 & VWR)
VG0-VG2 - Номер выбранной строки символа, т.е. адрес знакогенератора.
VSYMBOL - Записать в сдвиговые регистры байт из видеопамяти
VCLOCK - Вывести следующий пиксел на экран (сдвинуть сдвиговые регистры)

Обратно в видеоплату:

VDATA - Видеовыход без синхры и гашения

И получилось, что основная плата видеоадаптера сохраняет (относительную) работоспособность и без видеопамяти. Видеоадаптер ждет от видеопамяти
единственный сигнал - видеосигнал без гашения и синхры. Если при отсутствии видеопамяти мы замкнем на VDATA любой другой сигнал, то мы увидим на экране разнообразные полоски.

На фотографии выше я замкнул VSYMBOL и VDATA.

Группа 4. Расширение динамической памяти (синяя)

Тут всё просто. В оригинале модуль динамической памяти содержит схему регенерации и 32 микросхемы 565РУ3. Микросхемы 565РУ3 допускается устанавливать частично, можно вставить только 8, 16 или 24 микросхемы.

Я вынес на отдельную плату 16 микросхем 565РУ3. Больше плата ничего не содержит.

И получается, что без второй платы компьютер сохраняет работоспособность, только оперативной памяти будет в два раза меньше.

Линии системной шины:

DI0-DI7 - Входы микросхем РУ3
DO0-DO7 - Выходы микросхем РУ3
DA0-DA6 - Адресные входы микросхем РУ3
DRAS - Входы RAS микросхем РУ3
DCAS1 - Входы CAS третьего банка микросхем (микросхемы 17-24)
DCAS2 - Входы CAS четвертого банка микросхем (микросхемы 25-32)

Группа 5. Отладчик (зеленая)

Модуль отладчика я разделил так, что бы к одной плате подключался 34 проводной разъем кнопок, а к другой плате 34 проводной разъем светодиодов. Два 34 жильных шлейфа от этих модулей будут подключены к передней панели с кнопками и светодиодами.

Такое разделение хоть и красиво, но часть линий кнопок проходит через системную шину. Модули отладчика съедают последние свободные линии системной шины:

DEB64, DEB65, DEB67, DEB68, DEB69, DEB70 - Это сигналы с кнопок передней панели. Номер соответствует номеру кнопки на схеме Микро-80.

D12-3-8, D25-1, D15-15, D15-1, D19-4, D19-2 - Это остальные линии соединяющие платы отладчика. Я назвал эти выводы так, потому что они подключены к соответствующим выводам соответствующих микросхем.

Статическая память

В оригинальной схеме Микро-80, то есть в журнале Радио, подключение ПЗУ к компьютеру было описано как дополнительная опция. Там была приведена схема модуля статической памяти на 1, 2 или 4 Кб, а в конце статьи указание на пальцах, как надо переработать этот модуль, что бы воткнуть туда ПЗУ.

Это притом, что журнал Радио всегда писал, что несуществующие программы для Микро-80 полностью совместимы с Радио-86РК благодаря аналогичному ПЗУ. И это круто.

Но в реальности именно статическая память оказывалась не нужной. Все правильно написанные программы должны использовать “монитор”, который занимает 2 Кб памяти. Для пользователя остается всего 2 Кб памяти. Это очень мало для всего. Установка хотя бы одного банка динамической памяти давала 16 Кб памяти, что превышало объем статической памяти в 8 раз, делая её не нужной, и уже можно было запустить Бейсик.

Доработка модуля статической памяти заключается в замене половины статической памяти на ПЗУ.

Итого, модуль статической памяти содержит 2 Кб ПЗУ и 2 Кб ОЗУ. Я разделил этот модуль на две платы тоже. На вторую плату я вынес 16 микросхем 565РУ2, других микросхем там нет. Но так как в системной шине не хватило линий, я соединил эти платы 34 жильным шлейфом.

При установке 64 Кб исправной динамической памяти, плата с 565РУ2 вообще не нужна и её можно не устанавливать.

Это была официальная версия. Теперь правда и немного ворчания.

Я не буду собирать плату с 565РУ2 и поэтому я не оставил в системной шине под неё места. Я даже слота под неё не оставил. Зачем пропадать контактам слотов?

Пока не будет собран модуль динамической памяти, я к разъему на плате ПЗУ подключу единственную микросхему статической памяти на 2 Кб. А не 16 микросхем, как хотел автор.

Тем более, что у меня нет столько РУ2.