Как мы уже говорили ранее, элементы DD1 — DD7, DD8.1, DD8.2, DD9, DD10.2, DD11.2 — DD11.4, DD12, DD13.1 и DD14.1 представляют собой тактовый генератор, вырабатывающий все необходимые для работы компьютера последовательности импульсов. Собрав эту часть ПРК, вы должны получить на выходе 6 элемента DD9.2 смесь строчных и кадровых синхроимпульсов отрицательной полярности с частотами соответственно 15 625 и 50Гц. Смонтировав же каскад на эмиттерном повторителе VT1 и подключив его к видеовходу телевизора (разъем Х6), вы можете проверить его работоспособность — телевизор должен войти в режим синхронизации, а так как сигнал изображения еще отсутствует (он смешивается с синхросигналами на базе VT1 и подается через резистор R14) — вы должны увидеть устойчивый растр при установке максимальной яркости экрана телевизора. Если по каким-либо причинам синхронизация отсутствует, проверьте еще раз все соединения тактового генератора и исправность компонентов. Особой наладки этот узел, как правило, не требует и при правильной сборке должен заработать сразу. Одновременно с синхросмесью на выходе 5 триггера DD13.1 появится смесь гасящих импульсов строк и полей с теми же частотами, но другой полярностью и несколько большей длительностью положительной части периода (25,6мкс для гасящего импульса строк и 4096мкс для гасящего импульса полей).

Теперь проверим устройство вывода графической информации на дисплей. Принцип работы этого устройства таков: видеоинформация, содержащаяся в первой странице ОЗУ по адресам C000HF — EFFFH непрерывно сканируется счетчиками DD2 — DD5 и за время двух тактов процессора каждый байт этой информации дважды переписывается в регистр DD47. Если в одном из этих двух тактов происходит обращение к ОЗУ процессора, перезапись в регистр запрещается низким уровнем на выходе 10 элемента DD10.3. По окончании двух тактов на элементе DD10.2 формируется короткий положительный импульс, по которому подготовленная в регистре DD47 информация переписывается теперь уже в регистр DD51, работающий в режиме сдвига, и далее побитно с периодом 100 не (что соответствует 1 точке телевизионного растра) появляется на выходе 20 микросхемы DD51.

Регистр DD30 является системным портом управления цветовыми режимами (за исключением 4-го триггера). Записывая в этот регистр управляющий байт, можно выбрать 2-, 4- или 16-цветный режим отображения, а также изменять палитру цветов. При нажатии на кнопку “СБРОС” или просто подаче на вход “R” регистра DD30 кратковременного сигнала низкого уровня он всегда устанавливает монохромный режим видео формирователя: зеленые символы на черном фоне, при этом информация из области видеоОЗУ 2-й страницы на дисплей не выводится.

В таком режиме на выходе 6 регистра DD30 устанавливается “1” и мультиплексоры DD56, DD57 переключаются на передачу информации с нижних (по схеме — входы 4, 3, 12, 13) входов. Уровень “О” на выходе 10 регистра DD30 обуславливает установку в “О” всех выходов регистра DD52, и так как на выходе 2 регистра DD30 также присутствует низкий уровень, то на все упомянутые входы мультиплексоров DD56, DD57 оказывается подан такой же уровень, за исключением входа 13 DD56, на котором благодаря инвертору D015.4 уровень сигнала высокий. Видеоинформация с выхода 20 микросхемы DD51 управляет подключением к выходу 9 (GREEN) DD56 состояния входа 12 или 13.

Соединяя с общей шиной поочередно те точки платы, к которым будут припаяны 2-е и 14-е выводы микросхем первого блока ОЗУ (DD31 — DD38), мы увидим на темном экране дисплея светлые вертикальные полосы шириной в одну точку разложения и повторяющиеся через каждые 8 точек. При этом вход 12 триггера DD13.2 также соединяют временной перемычкой с общей шиной. Это необходимо для того, чтобы “висячка” на этом входе не интерпретировалась как постоянный запрос на доступ процессора к ОЗУ.

На следующем этапе сборки должны быть установлены мультиплексоры DD23 — DD26. Сигналы со счетчиков тактового генератора DD2 — DD6 непрерывно поступают на входы мультиплексоров, при этом сигнал RAS с выхода 12 DD6, подключенный к управляющим входам 14 мультиплексоров, поочередно разрешает прохождение на их выходы восьми младших или шести старших разрядов счетчиков. Два старших адреса — А14 и А15 (на схеме это входы 4 и 12 DD26) включены на выходы двухразрядного регистра DD28, который так же, как и регистр DD30 является системным портом компьютера. Он позволяет переключать вывод информации, находящейся в одной из четырех фиксированных 12Кб областей ОЗУ, на экран дисплея. Основному режиму соответствует видеообласть ОЗУ с адресами СОООН — EFFFH, при этом на входах 4 и 12 DD26 должен быть высокий уровень. Другой управляющий вход (вход 2) блока мультиплексоров DD23 — DD26 подключен к триггеру DD13.2 и переключает адресные входы ОЗУ на адресную шину процессора во втором такте каждого машинного цикла.

Не стоит торопиться с распаиванием микросхем ОЗУ, не проверив предварительно работоспособность остальных компонентов ПРК, но если вы проделали все, о чем было рассказано выше и убедились в том, что информация с выходов ОЗУ отображается на дисплее, на всех его адресных входах присутствуют сигналы сканирования от тактового генератора, на выводах 4 и 15 микросхем памяти имеются в наличие соответственно сигналы RAS и CAS, на входах 3 (WE) — высокий уровень, т. е. чтение, и правильно подано питание (+5В на 8-й вывод и общий провод на 16-й), то можно установить первый блок ОЗУ — микросхемы DD31 — DD38.

Включение платы с установленными микросхемами ОЗУ вызывает появление на экране дисплея довольно хаотической (но стабильной) картины из темных и светлых прямоугольников и черточек. Это вызвано с установлением в ОЗУ случайной информации при включении питания. Какие-либо мигания или переключения на экране говорят о том, что одна или несколько микросхем динамической памяти неисправны или же о том, что сигналы на их входах не соответствуют требуемым. В некоторых экземплярах компьютера наблюдалась нестабильная работа ОЗУ из-за несколько раннего прихода (относительно адреса) сигнала RAS. Этот недостаток легко устраняется включением между выводом 14 микросхемы DD6 и общим проводом конденсатора емкостью 100—200пф.

Несколько слов о преобразователе напряжений для питания процессора DD19 и компаратора DA1. Если при наладке преобразователя происходит срыв генерации (при увеличении тока нагрузки до 85мА на 12-вольтовом выходе), необходимо подобрать сопротивление резистора R28. Номинал этого резистора зависит от коэффициента передачи транзистора VT5 и может находиться в пределах 0,2-2кОм.

Преобразователь не имеет источника образцового напряжения, поэтому напряжение 12В зависит от напряжения питания +5В и определяется делителем R26, R27, поэтому после сборки и включения преобразователя, но до установки процессора DD19, убедитесь в наличии соответствующих напряжений питания на его выводах: +12В на выводе 28, —5В на выводе 11 и +5В на выводе 20. Необходимо также убедиться в наличии тактирующих сигналов Ф1 и Ф2 уровнем 12В на выводах 22 и 15 процессора. Кстати, если в вашем распоряжении имеется блок питания с тремя источниками (+5В/2А, +12В/100мА и —5В/30мА) — преобразователь можно не собирать.

Следующий этап — установка процессора DD19, шинных формирователей DD17, DD20 — DD21, системного ПЗУ DD22, системного порта DD27, дешифратора адресов, состоящего из DD14, DD16, DD29 и элементов DD18, DD15 и пр., то есть на данном этапе на плату будут установлены почти все компоненты. Может отсутствовать только ОЗУ второй страницы (DD39 — DD46), регистры DD48, DD50, порты ввода-вывода DD53 — DD55 и элементы, относящиеся к интерфейсу магнитофона: DA1, DD58, транзисторы VT2, VT3.

При установке микросхемы системного ПЗУ DD22 с записанной в ней программой “МОНИТОР” (эта микросхема устанавливается в специальную панель) и включении питания, экран дисплея должен очиститься и в левом верхнем углу появится надпись “Орион-128.2”. На второй строке — стрелка и рядом с ней курсор в виде мигающей горизонтальной черты (при этом возможно хаотическое перемещение курсора по экрану из-за отсутствия порта клавиатуры).

Сброс процессора при включении питания происходит автоматически благодаря цепи С20, R4, DD9 и элементу DD15.3, представляющему собой триггер Шмидта. Собственно, только из-за этого в качестве DD15 применена микросхема К155ТЛ2. Ее можно заменить микросхемой К155ЛН1, но при этом нельзя гарантировать надежного сброса при включении компьютера и придется пользоваться клавишей “СБРОС”.

Упрощенная схема подключения клавиатуры приведена на рис.1. Интерфейс магнитофона дополнен “шумоподавителем”, состоящим из VT2, VT3, DD58.1, DD58.4. Введение его в схему аппаратной части магнитофонного интерфейса продиктовано следующими соображениями: даже при отсутствии полезного сигнала на магнитной ленте (например, в паузах) уровень шумов ленты и усилителя магнитофона может вызывать срабатывание компаратора DA1, а это не позволяет однозначно отличить полезный сигнал от шума. Усилитель (VT2), компаратор (VT3), а также элементы DD58.1 и DD58.4 образуют пороговое устройство, которое не пропускает на вход ППА DD53 сигнал, уровень которого менее 100мВ. Эта мера может оказаться полезной, например, при автоматическом поиске нужной записи, организации программного управления режимами магнитофона и при отсутствии звукового контроля при считывании.

Может, однако, случиться и так, что при первом включении компьютер не “подает признаков жизни”, что, к сожалению, в радиолюбительских условиях происходит не так уж и редко. В таких случаях для “оживления” ПРК приходится прибегать к различным методам. Одним из таких методов является пошаговый режим выполнения тест - программы, в нашем случае — программы “МОНИТОР”. Для этого нам потребуется собрать схему пошагового выполнения программы рис.2. Это устройство понадобится только один раз — для запуска ПРК, поэтому делать его особо основательно не стоит. Для монтажа можно использовать любой кусочек макетной платы или что-нибудь подобное. Принцип работы компьютера в пошаговом режиме состоит в том, что после нажатия кнопки “шаг” на входе RDY (готовность) процессора устанавливается высокий уровень и процессор начинает выполнять очередной машинный цикл. При окончании этого цикла и начале следующего фронт сигнала SYNC на выводе 19 процессора возвращает триггер пошагового устройства в исходное состояние и, установив на шинах адреса, данных и управления сигналы, необходимые для выполнения этого цикла, процессор переходит в режим ожидания, в котором находится до очередного нажатия кнопки “ШАГ”. Следует заметить, что принцип обмена информацией между процессором и ОЗУ, положенный в основу компьютера “Орион-128”, не позволяет выполнять в пошаговом режиме те команды, в которых происходит чтение данных из ОЗУ, но для решения нашей задачи — обнаружения неисправностей в схеме — достаточно будет нескольких первых шагов выполнения программы “МОНИТОР”. Во второй колонке табл.1 приведены шестнадцатиричные коды состояния шины адреса, в третьей — шины данных, в четвертой и пятой — шины управления чтением и записью (выводы 17 и 18 DD19) и в последней — ассемблерные мнемокоды выполняемых команд.

В первую очередь проверим работу механизма начального запуска. При нажатии на кнопку “СБРОС” все линии шины адреса процессора устанавливаются в нулевое состояние, но одновременно происходит сброс (по входу 1) триггера DD30 и на его выходе 14 появляется высокий уровень, а на выводе 1 DD10.1 — низкий. Таким образом, запрещается выбор ОЗУ, находящегося по младшим адресам (так как присутствует “0” на 1-м выводе дешифратора DD29) и к шине данных будет подключено ПЗУ DD22. На его входах СЕ1 (18) и СЕ2 (20) будет “0”, и на шине данных в это время устанавливается шестнадцатиричный код 0СЗН (11000011). Если код не таков, то необходимо проверить на обрыв или замыкание проводники шины данных. ,То же самое относится и к шине адреса. Нажав один раз кнопку “ШАГ”, мы получим на шине адреса код 0001Н, а на шине данных — код 42Н (01000010). На следующем шаге — соответственно 0002Н и OF8H (11111000). Сделав еще один шаг, мы должны увидеть, что процессор выполнил команду безусловного перехода “JMP 0F842H” и на шине адреса установится адрес F842H, а на шине данных — значение 31Н. Одновременно устанавливается единица на выводе 11 элемента DD8.4.

Выполняя программу таким же образом дальше, контролируют состояние шин до шага 11. В этом машинном цикле впервые происходит не чтение, а запись данных процессором. На шине адреса должен присутствовать адрес F800H, а на шине данных 00Н. В соответствии с картой распределения памяти компьютера по этим адресам (F800H — FFFFH) находится системное ПЗУ, однако оно подключается к шине данных только в циклах чтения, а при выполнении циклов записи по этим адресам процессор получает доступ к одному из системных портов DD30, DD18.1 или DD28 благодаря отключению DD22 по входу 20 и включению дешифратора DD27. На одном из выходов (9—11) дешифратора DD27 в этом цикле должен появиться уровень “О”, который и производит запись информации в соответствующий системный порт. В данном случае это порт DD30. В три его триггера, определяющих цветовой режим, заносятся нулевые значения, а так как на вход четвертого триггера подан постоянный уровень “1”, при выполнении этого цикла на выводе 14 DD30 появится “0”. Выбор ПЗУ в дальнейшем будет определяться наличием “1” на выходе 11 DD8.4. Сигнал записи на вход “С” DD30, подается одиночным коротким импульсом, поэтому проконтролировать его довольно сложно, однако изменение уровня на 14-м выводе DD30 будет свидетельствовать о том, что механизм начального запуска функционирует нормально.

При выполнении последующих команд “МОНИТОРА” происходит запись “0” в остальные системные порты. Запись 00Н в системный порт 2 (DD18.1, адрес — F900H) определяет наличие “0” на входах 13 DD16.2 и 10 DD16.3, что, в свою очередь, устанавливает высокие уровни на входах 13 и 3 дешифратора DD29. В результате чего при обращении процессора к ОЗУ разрешается прохождение сигналов CAS и WE на первую страницу ОЗУ (элементы DD16.3 — DD16.4 обеспечивают подключение к шине данных ОЗУ первой страницы независимо от того, какое значение записано в системный порт 2, если адрес превышает F000H).

Запись программой “МОНИТОР” “О” по адресу FA00H, т. е. в системный порт 3 (DD28) устанавливает высокие уровни на входах 12 и 4 мультиплексора DD26. Это означает, что включен “Экран N1”, т. е. определена область видеоОЗУ по адресам С000Н — EFFFH. После того как вы добились нормальной работы компьютера с одним 64-Кбайтным банком ОЗУ можно установить второй банк (DD39 —DD46). Желательно предварительно убедиться в исправности микросхем памяти. Проверить правильность механизма переключения цветовых режимов теперь можно, пользуясь директивой “М” “МОНИТОРА”. Записав по адресу F800H значение 01Н, мы переключим палитру монохромного отображения — на выводе 2 DD30 (и выводах 4, 12DD56, выводе 3 — DD57) появится уровень “1”, при этом на цветном видеомониторе отображение символов станет желтым на голубом фоне. При записи по тому же адресу значений 02Н и 0ЗН изображение должно вообще отключиться: уровень “0”, установившийся на входах 2 DD56 и DD57 переводит их на передачу -информации с верхних по схеме входов, в то время как на всех выходах регистра DD52 низкий уровень. При записи значений 04Н или 05Н устанавливается 4-цветный режим — на выходе 7 DD30 при этом “0”, он же и на входе 9 элемента DD7.3, а единицы на входах 1 и 13 DD52 переводят этот регистр в сдвиговый режим. При таком состоянии порта цвета DD52 работает точно так же, как DD51, и информация о цвете точки определяется двумя битами: одним — с выхода 20 DD51, другим — с выхода 20 DD52. Наконец значения 06Н и 07Н порта цветового режима равнозначны и устанавливают 16-цветный режим. В таком режиме на входе 9 DD7.3 высокий уровень, сигнал на входе 1 DD52 совпадает с сигналом на входе 23, и DD52 работает как 8-разрядный параллельный регистр, определяющий ФОН/ ИЗОБРАЖЕНИЕ 16-цветного режима.

(ВК) — означает нажатие клавиши “ВК”, остальные символы, в том числе точка и запятая должны вводиться. Результатом злого станет вывод на экран шестнадцатеричного дампа области памяти С000Н — C0FFH второго банка ОЗУ, заполненного кодом 0FFH. Аналогично, набрав вместо “CFF” “С00”, мы получим то же самое, но область будет заполнена кодами 00Н.

Хотелось бы сказать несколько слов по поводу конструкции компьютера. Пользователь должен решить для себя: в каком исполнении будет выполнен компьютер. Это может быть многоплатный вариант, и тогда платы устанавливают в “крейт” (многоплатный каркас), а межплатное соединение производят через разъемы системной шины. Разъемы (СНП34—30) X1, Х3, X4, Х5 и Х6 устанавливают, как показано на вкладке [1]. Если пользователь решит, что компьютер будет одноплатным и плата должна размещаться вместе с клавиатурой в одном корпусе, то в отношении разъемов можно сделать некоторые упрощения. Во-первых, нет необходимости впаивать разъем Х2 (СНП59—96 или СНО53—60) “системная шина”. Разъемы X1 и Х3 необходимо установить, как и предложено, СНП34—30. Если их нет в наличии, то можно распилить на четыре части разъем СНП34—135 или ему подобный. Эти разъемы определяют пользовательский интерфейс, а значит, своего рода некоторый стандарт. Поэтому желательно обеспечить полную совместимость по этим разъемам. Выводы разъема Х4, к которому подключается клавиатура, необходимо выпрямить и впаять разъем вертикально с тем, чтобы он не выходил за пределы платы, а значит, и корпуса. Если пользователь испытывает затруднения с приобретением предложенных разъемов — клавиатуру можно припаять к плате просто проводниками. Что касается разъемов Х5, Х6 то их тоже можно вообще исключить, поступив так: из тонкого дюралюминиевого уголка или другого материала изготавливают уголковый кронштейн, который двумя винтами прикрепляют к плате в местах, свободных от печатных проводников, на кронштейне размещают разъемы типа ОНЦ-ВГ-3 или ОНЦ-ВГ-5 — для магнитофона и черно-белого телевизора, а для подключения цветного дисплея или телевизора — ОНЦ-ВГ-7 или другой подходящий разъем. Распаивают разъемы короткими проводниками согласно схеме, приведенной на рис.3.

Предлагаемый эмулятор позволяет отображать псевдографические символы, читать символы с “экрана”, выполнять ESC — управление курсором. Следует напомнить, что это возможно только в том случае, если программа пользователя имеет корректное обращение к стандартным подпрограммам монитора. Если же программы и игры имеют прямые обращения к ОЗУ экрана, служебным ячейкам монитора, то выполнение их на ПРК “Орион-128” может привести к непредсказуемым последствиям.

После ввода директивой “М” кодов в ОЗУ и проверки контрольной суммы необходимо эмулятор записать на магнитную ленту. Запускают эмулятор в работу директивой “GA800 <ВК>”. При этом очистится экран и монитор повторно выведет стрелочку. Выключается эмулятор клавишей “СБРОС”.

Описание компьютера Орион-128

Журнал РАДИО