ОПИСАНИЕ СХЕМЫ КОМПЬЮТЕРАХ.Х Устройство и работа компьютера

Принципиальная схема компьютера приведена в ПРИЛОЖЕНИИ 4(вклейка в конце книги).

♦ ТАКТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР.

Собран на элементах D1 и D2. Частота задается кварцевымрезонатором на 14 МГц, а на выходах 5 и 6 счетного триггераD2.1 вырабатываются две противофазные серии вдвое меньшейчастоты. Если у вас имеется кварц на частоту 7 МГц, то, ус-тановив перемычки SA1 в соответствующее положение, можноисключить из схемы счетный триггер на элементе D2.1 и ис-пользовать противофазные сигналы с выходов 6 и 8 элементаD1, следующие с частотой кварца.

♦ УЗЕЛ СИНХРОНИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО КАДРА.

Сигналы синхронизации и формирования телевизионногокадра, а также управления регенерацией ОЗУ формируются аппа-ратно из сигналов на выходах счетчиков D3-D6. На выходесчетчика D3 вырабатываются сигналы НО, HI, Н2 и НЗ. Инверти-руя сигнал НО, получаем сигнал CAS для тактирования микрос-хем ОЗУ. Сигнал RAS, переключающий адресные мультиплексорыD15, D16, получается задержкой сигнала НО на один такт (вы-ход 9 элемента D2). Инвертированный сигнал RAS служит длятактирования процессора. Сигнал "SCREEN" - признак экраннойобласти - служит для загрузки сдвиговых регистров D33, D41.Сигнал "BORDER" - признак бордера - загружает в регистрыстробируемых мультиплексоров D30, 1)31 атрибуты цвета бор-дера .

Сигналы на выходах D3-D6 и триггеров микросхемы D8 служатдля определения номеров позиции в строке и номеров строк вкадре. На выходе 3 элемента D44 вырабатывается строчныйсинхроимпульс SS. На выходе 6 элемента D40 вырабатываетсякадровый синхроимпульс KS с частотой 50 Гц. С такой же час-тотой элемент D1 (выход 10) вырабатывает сигнал прерыванияIHT, по которому во время обратного хода луча телевизорапроизводится опрос kj> хвиатуры и других устройств ввода.

В компьютере не обязательно применять кварц с частотой 14(или 7) МГц. Схема синхронизации допускает настройку на час-тоту генератора довольно в широких пределах. Для этой целипредназначены перемычки SA2, которыми можно изменять коэффи-циент пересчета счетчика D4. Включение входов предустановкисчетчика D4 в зависимости от частоты кварца показано в таб-лице на схеме компьютера (см. ПРИЛОЖЕНИЕ 4 (вклейка)). Причастоте генератора, кратной 500 кГц, возможно получениестандартной частоты кадровых синхроимпульсов (50 Гц). Есличастота Вашего кварца не кратна 500 кГц, то нужно установитьперемычки в положение, соответствующее ближайшей указанной втаблице частоте. Устойчивость синхронизации телевизора непострадает. Естественно, что при изменении частоты генера-тора изменится быстродействие компьютера, но это не страшно,так как при вводе с магнитной ленты компьютер настраиваетсяна частоту следования сигналов с магнитофона.

♦ ЦЕНТРАЛЬНЫЙ процессор.

Основой компьютера является процессор Z80A - один из са-мых мощных восьмиразрядных процессоров, очень популярный зарубежом. Массовый выпуск его отечественного аналога1810ВМ80 - к сожалению, еще не налажен.

Регистры D46, D47 выполняют роль адресных шинных формиро-вателей, а микросхемы D51, D52 образуют двунаправленную шинуданных.

Функции системного контроллера выполняют элементы D14 (навыходах 3 и 11 вырабатываются сигналы обращения к внешнимустройствам IORD - ввод, IOWR - вывод), D10 (выходы 10 и13), D12 (на выходах 3 и 6 сигналы RDROM - чтение ПЗУ иCSRAM - обращение к ОЗУ).

♦ ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

Состоит из двух микросхем типа К573РФ4 и имеет объем 16Кбайт. В нем записаны монитор, интерпретатор Бейсика и знако-генератор. Кроме этого, имеется микросхема К573РФ2, содержа-щая тест-программу проверки компьютера. Коды прошивки ТЕСТ-ПЗУ приведены в ПРИЛОЖЕНИИ 1.

♦ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

Узел динамического ОЗУ объемом 48К байт включает в себясобственно микросхемы памяти D21-D28 типа 565РУ5, мультип-лексоры D15-D19 типа 555КП11 и буферный регистр 555ИР22(D32). Здесь емкость микросхем 565РУ5 используются не пол-ностью, так как старшие 16К байт адресного пространства про-цессора отведены постоянному запоминающему устройству. Муль-типлексоры D15, D16 формируют адреса при обращении процес-сора к ОЗУ, a D17-D19 - адреса регенерации и обращения к еи-деообласти ОЗУ.

♦ УЗЕЛ ФОРМИРОВАНИЯ ВИДЕОСИГНАЛА.

Узел формирования видеосигнала собран на сдвиговых ре-гистрах D33, D41 и D35, стробируемых мультиплексорах D30,

D31, мультиплексоре D36, элементах D11 (выходы 3, 6, 11),D13 (выход 11), D43 (выход 12) и транзисторах VT4-VT10.

В сдвиговый регистр D33 в конце цикла обращения к даннымизображения по сигналу SCR заносятся эти данные в параллель-ном коде, а затем выдаются в последовательном коде с часто-той ТИ. В конце цикла обращения к данным атрибутов по зад-нему фронту сигнала Н2 во внутренние регистры мультиплексо-ров D30, D31 заносятся атрибуты. Сдвиговый регистр D35 за-держивает сигнал данных изображения на время между загрузкойсдвигового регистра D33 и загрузкой внутренних регистровмультиплексоров D30, D31. При нахождении луча вне границ ви-деополя регистры мультиплексоров D30, D31 загружаются совторых входов данными, поступающими с регистра бордера(D39). Переключением входов мультиплексоров D30, D31 управ-ляет сигнал "BORDER"•

Окончательную обработку последовательного кода данных ви-деоизображения производит элемент D11 (выход 3). При наличиивысокого уровня на выходе 12 мультиплексора D31 на вход 1элемента D11 проходят импульсы "моргания" "FLASH" с выхода11 счетчика D7. На вход 2 элемента D11 поступают последова-тельные данные изображения "VBYTE" с выхода сдвигающего ре-гистра D35. С выхода 3 элемента D11 данные изображения сатрибутом "моргания" поступают на вход 1 микросхемы D36, уп-равляя выборкой цвета точки или цвета поля. На вход 15 этойже микросхемы поступает смесь строчных и кадровых синхроим-пульсов с элемента D11-11 (если используется телевизор типаУПИМЦТ) или с элемента D43-12 (для телевизора типа ЗУСЦТ).На выходах 4, 7 и 9 мультиплексора D36 вырабатываются сиг-налы цветов. На выходе 12 этой микросхемы вырабатываетсясигнал, предназначенный для увеличения яркости цветовых сиг-налов, который складывается с каждым цветовым сигналом нарезисторно-диодной матрице (диоды VD5-VD7 и резисторы R29-R38). Затем видеосигналы цветности через эмиттерные повтори-тели на транзисторах VT4-VT6 поступают на разъем "TV". Этиже сигналы суммируются на резисторной матрице (R42-R44), кним прибавляется сигнал "SYHC" (смесь кадровых и строчныхсинхроимпульсов) через резисторы R32, R41, и эта смесь пос-тупает на эмиттерный повторитель VT7, образуя сигнал "VIDEO"для чернобелого телевизора. Причем каждый из сигналов цвет-ности поступает на суммирование через резисторы разного но-минала, чтобы превратить цветное изображение в чернобелоеполутоновое.

Транзисторы VT8-VT10 формируют инвертированные сигналыR,G,B. В зависимости, от используемого телевизора выбор пря-мых или инверсных сигналов R,G,B осуществляется перемычками

♦ ПОРТ ВЫВОДА.

Выполнен на микросхеме D39 (555ТМ9). Его разряды Q2-Q4определяют цвет бордера, разряд Q1 с подключенным к нему

RC-фильтром (R24, R26, С12, С13) формирует сигнал вывода намагнитофон, разряд Q0 - звуковой сигнал. Данные в регистрзаписываются процессором, то есть сигналы цвета бордера, вы-вода на магнитофон и звуковой сигнал вырабатываются прог-раммно .

♦ ПОРТ ВВОДА.

Собран на мультиплексорах D37, D38 типа 555КП11 и рабо-тает следующим образом. Сигналы опроса КА8-КА15 с адресныхшин процессора через развязывающие диоды VD11-VD18 и разъем■"KEYBOARD" поступают в клавиатуру и через замкнутый контактнажатой клавиши проходит на один из входов микросхем D37 илиD38 (в виде сигналов KL0-KL4), откуда при наличии сигналаIORD и низкого уровня на шине адреса АО попадает на шинуданных. Если же разряд АО шины адреса имеет высокий уровень,то считываются сигналы с джойстика (DV0-DV4) и магнитофона(сигнал TIN).

♦ УЗЕЛ ВВОДА С МАГНИТОФОНА.

Узел ввода состоит из операционного усилителя А1(К140УД1208), выполняющего роль усилителя-ограничителя, икомпаратора А2 (554САЗ), формирующего стандартные ТТЛ-уровнииз входного сигнала.

X.2• Замена элементов

♦ ПРОЦЕССОР.

Можно применить любой процессор Z80 или совместимый сним, например U880 производства ГДР. Нужно только учесть,что процессоры, не имеющие буквенного индекса в обозначении(Z80) рассчитаны на тактовую частоту до 2,5 МГц, поэтому невсе их экземпляры будут работать на частоте генератора 14МГц, хотя большинство все же заработает. В этом случае жела-тельно установить частоту генератора близкой к минимальной.Процессоры Z80A, Z80B можно ставить без ограничений.

♦ МИКРОСХЕМЫ ПЗУ.

Вместо микросхем К573РФ4 можно применить К573РФ6 или ихзарубежный аналог - ПЗУ типа 2764. При этом схема включенияне изменится. В крайнем случае, вместо двух К573РФ4 можноиспользовать восемь микросхем типа К573РФ2 или К573РФ5 (за-рубежный аналог - 2716), включив их по схеме, показанной нарис. 1.1. Здесь дешифратор 555ИД7 осуществляет выбор нужноймикросхемы ПЗУ. Конечно, их придется смонтировать на отдель-ной плате, расположив ее рядом с основной. При этом наг-рузка на адресные шины возрастет и желательно, чтобы шиныадреса были буферированы. Возрастет и потребляемый ток.

Есть еще один способ уменьшить количество дефицитных мик-росхем ПЗУ. Для втого запишите в микросхему К573РФ2 илиК573РФ5 коды из таблицы ПРИЛОЖЕНИЯ 3, и установите ату мик-росхему на место ROMO, отогнув предварительно у нее вывод21. Соедините вывод 21 с контактом панели 28. Произведите наплате изменения, показанные на рис. 1.2. Жирными линиями вы-делены вновь введенные элементы и связи, а перечеркнутыесвязи нужно разорвать.

В ПЗУ будет записана резидентная програима-загрузчик.После включения она производит проверку ОЗУ в адресах О -16384, куда потом будет загружена операционная система.После завершения теста на экран выводится:

Введите с магнитофона программу "МОНИТОР-16К" (совпадаетс содержимым ROMO-ROM1, время ввода около 1,5 минут), кото-рая загрузится в адреса 0-16384 ОЗУ и будет залрпцена от дос-тупа. Дальнейшая работа не отличается от работы со стандарт-ной версией ПЗУ. Можно работать со всеми програкмами и возв-ращаться в ОС кнопкой "RESET". После выключения питания при-дется снова загрузить "МОНИТОР-16К".

После таких изменений можно использовать и другие версииОС, например, с русским шрифтом и т. д.

Можно смело использовать микросхемы 565РУ5 с индексами Б,В, Г. С микросхемами 565РУ5Д могут возникнуть сложностииз-за их низкого быстродействия. Но можно попробовать до-биться надежной работы микросхем 565РУ5Д, снижая частотутактового генератора. Без изменения схемы можно ставить565РУ7, соединив их выводы 1 с общим проводом, но их емкостьбудет использована лишь на четверть. В принципе, возможноприменение микросхем 565РУ6, но их потребуется 32 штуки плюсдополнительные схемы дешифрации подобно тому, как это былосделано при замене 573РФ4 на 573РФ2. Конструкция получаетсягромоздкой и сложной, поэтому схема такой доработки не при-водится.

♦ МИКРОСХЕМ* СЕРИИ 555 И ОСТАЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТЫ.

Все микросхемы серии 555 можно без ограничений менять нааналогичные микросхемы серии 1533. Некоторые могут бытьтакже заменены на микросхемы серий 155 или 531. Возможностизамены регистров, мультиплексоров, счетчиков и других мик-росхем в схеме Зонова на микросхемы серий 155 и 531 ограни-чены, в основном, тем, что их входы подключены к выходаммикросхем памяти или процессора, которые имеют невысокуюнагрузочную способность. Можно заменить на серии 531 и 155мультиплексоры D17-D19 и D36, а также счетчики D3-D6 и неко-торые логические микросхемы, не нагружающие шины процессораи ОЗУ.

Что касается микросхем D30-D33 (по схеме Зонова), то их,в принципе, можно заменить на микросхемы серии 531, но с ус-ловием, чтобы выходы микросхем ОЗУ были нагружены не более,чем на один-два входа микросхемы серии 531, а остальныеподключенные к ним микросхемы были из серии 555 или 1533. Тоже самое можно сказать про микросхемы, нагружающие шины про-цессора .

Регистр D32 можно заменить на 555ИР23, проинвертировавсигнал WRBUF на входе 11, как это предусмотрено на предлага-емой схеме (перемычка SA6). По функциональному назначениюрегистру 555ИР22 полностью аналогичен регистр 580ИР82, но унего, к сожалению, отличается разводка выводов и большеэнергопотребление. Регистр 555ИР9 в схеме Зонова можно заме-нить на два регистра 555ИР16, включив его как в нашей схеме(D33, D41). В обеих схемах регистры 555ИР16 можно заменитьна 555ИР1. Схему включения менять не надо.

В нашей схеме в качестве формирователей шин адреса можноприменить любые предназначенные для этого микросхемы(580ИР82, 555АП4 и др.) в соответствующем включении, а в ка-честве двунаправленного буфера шины данных идеально подходятмикросхемы 555АП6, 580ВА86. Счетчик 561ИЕ10 можно заменитьна 555ИЕ19 (отличается цоколевка!). Компаратор 554С.АЗ заме-ним на 521САЗ, отличающийся типом корпуса и нумерацией выво-дов. Операционный усилитель 140УД1208 можно заменить на140УД12 без изменения схемы, или на 140УД6 (140УД608), иск-лючив резистор, подключенный к выводу 8. Транзисторы можно