|
RadioElektronik 10/88 - Mikrokomputer CA80 - opis sprzętu
Zgodnie z wcześniejszą zapowiedzią podajemy dokumentację mikroprocesorowego sterownika CA80 opracowanego i oferowanego przez firmę "MIK - Stanisław Gardynik", ul. Olszowa 68 05-090 Raszyn. Sterownik ten, jako tani system mikroprocesorowy, może być podstawą do konstruowania własnych urządzeń przez naszych czytelników.
Redakcja
Zalążki firmy MIK powstały w 1981 r. kiedy to opracowałem mój pierwszy mikrokomputer SA80. Pojawił się on na jarmarku perskim w Warszawie w czasie, kiedy na zachodzie zaczęły robić karierę zabawki typu ZX80, ZX81. Pamiętam, że napisałem 30-stronicową dokumentację i byłem z mojego komputera bardzo dumny. Spotkało mnie rozczarowanie, gdy SA80 ze swoją rewelacyjną, jak mi się wówczas wydawało dokumentacją, okazał się dla wielu użytkowników barierą nie do pokonania. Dwa lata później opracowałem następną SA80 o nazwie CA85.
Osiemdziesięciostronicowa dokumentacja tego mikrokomputera była dla przeciętnego elektronika również "czarną magią". Doszedłem wówczas do wniosku, że poziom wiedzy wielu elektroników-hobbystów jest zbyt niski; budując swoje prymitywne urządzenia metodą "uda się - nie uda się" nie potrafią uruchomić prostego systemu mikroprocesorowego.
Wpadł mi wówczas do głowy pomysł napisani; dokumentacji mikrokomputera od podstaw, zakładając, że odbiorca posiada tylko wstępne wiadomości, na poziomie szkoły podstawowej, że nie zna takich pojęć jak napięcie, prąd, prawo Ohma i jeszcze nie wie, jak wygląda rezystor. Szybko policzyłem, że potencjalny krąg odbiorców komputera, to kilkanaście milionów młodych ludzi.
Zrezygnowałem z pracy w PAN i założyłem prywatną firmę komputerową.
W wyniku dwuletniej, intensywnej pracy, powstał komputer CA80 wraz z obszerną, sześciotomową dokumentacją. Na podstawie opinii licznych użytkowników mogę każdemu czytelnikowi "Re" radzić, że jeżeli chce szybko i tanio poznać niezwykły świat mikroelektroniki, to CA80 jest najlepszym do tego celu mikrokomputerem. CA80 ułatwią zrozumienie, jak działa mikrokomputer i jak wykorzystać mikroelektronikę do celów sterowania i kontroli.
Dokumentacja CA80 zakłada, że odbiorca potrafi czytać i logicznie myśleć - nie są wymagane wiadomości z zakresu elektroniki i mikroelektroniki.
OPIS BUDOWY CA80
CA80 to mikrokomputer przeznaczony do sterowania różnymi urządzeniami. Jego mózgiem jest specjalny program zarządzający, zwany przez fachowców MONITOREM. Program ten umożliwia pisanie i uruchamianie własnych programów, realizuje prostą komunikację z klawiaturą, wyświetlaczem i magnetofonem oraz zegar czasu rzeczywistego. Mikrokomputer współpracuje z każdym magnetofonem, a programuje się go w języku asemblera.
Schemat blokowy CA80 przedstawiono na rys. 1.
Jak widać, z systemem CA80 komunikujemy się za pomocą klawiatury szesnastkowej.
Informacje od CA80 odczytujemy na wyświetlaczu siedmiosegmentowym. W podstawce U9 musi być umieszczona pamięć EPROM z programem MONITORA (2 kB), zaś w podstawce U12 musi być pamięć typu RAM.
W tablicy 1 przedstawiono różne warianty konfiguracji pamięci na płytce sterownika, a w tablicy 2 - sposób ustawienia zwor.
Schemat zasilacza CA80 przedstawiono na rys. 2. Napięcie 5 V zabezpiecza stabilizator scalony UL7505, zaś napięcie -5 V dla potrzeb układu sterowania magnetofonem zapewnia dioda Zenera DZ.
Na rys. 3 przedstawiono schemat wyświetlacza, a na rys. 4 jednostkę centralną CA80.
Sygnał wyjściowy generatora kwarcowego (8 MHz) jest doprowadzany do wejścia B licznika U3. Na wyjściu QB otrzymujemy zatem sygnał o częstotliwości 4 MHz i wypełnieniu l/2. Sygnał ten jest kształowany następnie w układzie złożonym z bramki U2 oraz tranzystora T1.
Cel kształtowania, to podniesienie wysokiego poziomu logicznego tak, aby spełniony był warunek:
VIHC(min) = 4,4 V (na wyjściu QB jest VOH = 3,6 V przy czym: VIHC(min) - minimalny wysoki poziom logiczny dla wejścia zegarowego (FI).
Z rys. 4 widać, że sygnał generatora kwarcowego (8 MHz) jest dzielony przez:
16(U3)*10(U5)*100(U6) = 16000
Na wejściu NMI otrzymujemy zatem częstotliwość:
(FI)NMI' = 8MHz / 16000 = 0,5 kHz
W przerwaniu NMI' jest obsługiwany wyświetlacz siedmiosegmentowy oraz zegar czasu rzeczywistego.
Układy U18, U19, umożliwiają sprzętową realizację pracy krokowej. Dzięki temu program zapisany w CA80 można wykonywać rozkaz po rozkazie. Przez układ U15 generowany jest krótki sygnał dźwiękowy przy każdym naciśnięciu klawisza. Sygnał WR' doprowadzony przez bramkę U2 do wejścia B układu U15 uniemożliwia przypadkowe generowanie impulsów na wyjściu Q. Jest to możliwe w cyklu maszynowym INTA obsługującym przerwanie maskowalne INT'.
Mikroprocesor Z80 przyjmuje przerwanie maskowalne INT, gdy INT' = 0, tzn. reaguje na niski poziom sygnału wejściowego.
Układ U17 ustawia INT' = 0 wraz z narastającym zboczem sygnału INTU. W procedurze obsługi przerwania INT' można zatem łatwo zlikwidować zgłoszenie przerwania, generując impuls na wyjściu RESI' dekodera Ul6.
Obszar pamięci mikroprocesora Z80 podzielono na cztery bloki po 16 kB (rys. 5). Do każdej z podstawek U9, U10, U11, U12 dochodzi jeden strob z dekodera U4 - określając tym samym adres początkowy 0000H dla U9, 4000H dla Ul0, 8000H dla Ul1 i C000H dla U12.
Przy każdej podstawce przewidziano „cztery punkty lutownicze A, B, C, D. Łącząc te punkty możemy włożyć do CA80 różne układy popularnych pamięci. Na rysunku przedstawiono to linią przerywaną.
Na rys. 6 przedstawiono port systemowy CA80. Za jego pośrednictwem obsługiwana jest klawiatura, wyświetlacz i magnetofon. Klawiatura CA80 jest zbudowana z matrycy 3*10 widocznej na rys. 7. Matryca ta jest sterowana przez dekoder Ul oraz linie wejściowe PA4, PA5, PA6 układu U7.
Układ wyświetlania przedstawiono na rys. 3. Jak widać, dekoder U20 jest sterowany liniami PC7, PC6, PC5 układu U7. Na liniach portu PB jest ustawiany siedmiosegmentowy kod znaku do wyświetlenia.
Na rys. 6 przedstawiono także interfejs magnetofonowy. Jeżeli PC4 = 1, na magnetofon jest zapisywany sygnał o częstotliwości F = 3,5 kHz (zapis l). Jeżeli zaś PC4 = 0, to na magnetofon zapisywany jest sygnał o częstotliwości F = 0 Hz (zapis 0).
Odczyt z magnetofonu jest dokonywany przez filtr pasmowy zbudowany z układu U14 (Fo = 3,5 kHz) oraz układ Ul5 zamieniający przebieg o częstotliwości F = 3,5 kHz w wysoki poziom logiczny. Brak sygnału F = 3,5 kHz powoduje ustawienie Q = 0.
mgr inż. Stanisław Gardynik
|
|
|
