Verwendete IO-Ports bzw. Hardware:
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Juergen Peters IG Heimcomputer am IZ
Jean-Bertrand-Str. 11 der TU Dresden
Radebeul
8122
Tel. 73243 (privat)
Tel. 5966 271 (dienstl.)
Zusatzleiterplatte 64-Zeichen-Bildschirm Z 1013
Die im folgenden beschriebene Zusatzleiterplatte fuer den
Mikrorechnerbausatz Z 1013 realisiert umschaltbar die
Funktionen:
- Bildschirmformat 32*32 oder 64*16 (Zeichen*Zeile)
- Taktfrequenz 2 oder 4 MHz
- Steuersignal fuer Umschaltung des Zeichengenerators
- Steuersignal fuer ROM-Abschaltung
- vollstaendige Dekodierung des I/O-Dekoders A 27
- Beschleunigung der Signale /CAS und /WR.
1. Software-Schnittstellen
Fuer die softwaremaessige Umschaltung der einzelnen Zusatzfunk-
tionen wurden D-FF (DL 074) eingesetzt, da es damit moeglich
ist, ueber die R/S-Eingaenge das FF auch mit Tastern gegen
Masse definiert zu setzen. Die D-Eingaenge der vier FF liegen
am Datenbus an D7, D6, D5 und D4. Diese Zuordnung wurde
gewaehlt, weil durch A 47 (D 175) die anderen Datenleitungen
bereits mit einer TTL- Last belegt sind. Fuer die Zuordnung der
Datenbits wurden innerhalb der IG Heimcomputer Dresden
folgende Festlegung, die als Normvorschlag gelten, getroffen:
D7 - Umschaltung des Bildformates 32*32 oder 64*16
D6 - Umschaltung der Taktfrequenz 2 MHz oder 4 MHz
D5 - Umschaltung des Zeichengenerators ( 2. Zeichensatz )
D4 - ROM-Abschaltung
Als I/O-Adresse wurde die 4 festgelegt. Weiterhin soll mit der
Ausgabe des Datenbytes 00H auf die I/O-Adresse 4 der Grundzu-
stand des Rechners (32*32 Zeichen, 2 MHz, Originalzeichensatz
und aktives Monitor-ROM) erreicht werden. Auf der gleichen I/O-
Adresse ist das Ruecklesen des aktuellen Zustandes (d. h. die
Stellung der FF) moeglich. Damit ist ueber AND- oder OR-Befehle
ein definiertes Setzen oder mit XOR-Befehlen ein Umschalten
der Funktionen einfach moeglich. Fuer das Ruecklesen wird ein
DL 257 (VI 2) eingesetzt. Die Leitung /IOSEL 1 (Pin 2 von A
27) wird mit /RD oder /WR verknuepft und ergibt dann die
Steuersignale zum Einspeichern des Datenwortes bzw. zur
Durchschaltung der Q-Ausgaenge der FF auf den Datenbus.
2. Funktion der Bildschirmumschaltung
Die Umschaltung des Bildschirmformates von 32 Zeilen mit 32
Zeichen in ein Format mit 64 Zeichen in 16 Zeilen ist vor allem
fuer eine effektive Textverarbeitung erforderlich. Dabei sollte
diese Umschaltung software- und hardwaremaessig moeglich sein.
Das Prinzip beruht darauf, die Bildpunktfrequenz von 8 MHz auf
12 MHz zu erhoehen und einen Teiler fuer die Adressen des
Bildwiederholspeichers von 1:2 in 1:3 umzuschalten. Damit wer-
den in einer Fernsehzeile 64 Zeichen mit je 8 Punkten darge-
stellt. Die ausgenutzte Bildschirmbreite steigt damit auf
4:3 im Vergleich zum bisherigen quadratischen Bild und
entspricht damit auch dem normalen Bildschirmformat. Mit dieser
Schaltung waere eigentlich eine Darstellung von 32 Zeilen mit
jeweils 64 Zeichen einfach realisierbar. Es wurde aber darauf
verzichtet, da dann ein doppelt so grosser
Bildwiederholspeicher erforderlich waere und die Lesbarkeit
von Texten, fuer die diese Funktion ja in erster Linie gedacht
ist, schlechter ist. Ausserdem waeren wesentlich mehr
Trennstellen auf der Leiterplatte erforderlich. Die graphischen
Darstellungen erscheinen auch nicht sinnvoll, da die Zeichen
verzerrt sind. Es werden hier die Zwischenzeilen dunkel
getastet. Mit dieser Loesung sind auch kaum softwaremaessige
Anpassungen erforderlich, da der Bildwiederholspeicher mit
seiner Adressierung nicht veraendert wird.
Die Bildpunktfrequenz von 12 MHz wird mit einem LC-Oszillator
erzeugt. Die Stabilitaet ist fuer diesen Anwendungsfall voellig
ausreichend. Natuerlich ist auch ein Quarz einsetzbar. Je nach
Bildformat wird ueber die Gatterschaltung VI 10 entweder die
8 MHz- oder die 12 MHz-Bildpunktfrequenz gewaehlt. VI 3 bildet
zusammen mit A 20 einen Teiler durch 3 (bei 64 Zeichen). VI 4
(DL 257) schaltet je nach gewaehltem Format die entsprechenden
Leitungen um. Der Ausgang 3 des freien Gatters von A 32 wird
zum Ausgang 11 dieses Schaltkreises parallel geschaltet. An den
Eingaengen 1,2 wird das Dunkelsteuersignal vom Multiplexer aus
fuer die Zwischenzeilen gelegt. Durch die Negation des Bildsig-
nals (einschliesslich der Austastsignale) mit dem verbleibenden
Gatter ist mit einem Umschalter auch schwarze Schrift auf
weissem Grund moeglich. Gegebenfalls ist fuer die negierte
Darstellung R 26 zu vergroessern, um eine sichere
Synchronisation des Fernseh- geraetes zu erreichen, da durch
die fehlenden Schwarzschultern das BAS-Signal nicht mehr
normgerecht ist.
3. Taktumschaltung
Mit der wahlweisen Aenderung der Bildpunktfrequenz muss die
Rechnertaktfrequenz davon unabhaengig erzeugt werden, da
sonst die seriellen Schnittstellen (Tonband oder Drucker)
nicht mehr funktionsfaehig waeren. Der 8 MHz-Quarztakt wird
durch VI 9 durch 4 geteilt. Ueber eine Torschaltung (VI 8) wird
jeweils ein Aus- gang des FF auf die Taktleitung geschaltet.
Mit dieser Konfigu- ration ist die softwaremaessige Umschaltung
mit OUT-Befehlen si- cher moeglich. Eine manuelle Umschaltung
der Taktfrequenz ueber die RS-Eingaenge von VI 7 ist zwar
moeglich und im Muster auch vorgesehen, aber dabei tritt
manchmal eine Verfaelschung des RAM-Inhaltes ein.
4. Weitere Steuersignale
Fuer die Umschaltung des Zeichengenerators (z. B. mit negierter
Darstellung bei gesetztem 7. Bit fuer die Kursordarstellung in
Textsystemen) und des MEMDI-Signals fuer eine Abschaltung des
ROM sind je ein FF der beiden Schaltkreise VI 3 und VI 1
vorgesehen. Durch Einbeziehung der Adressen A5, A6 und A7 sowie
des negierten /M1-Signals fuer die Auswahl des I/O-Dekoders
A 27 wird mit /IORQ eine vollstaendige Adressdekodierung mit VI 5
erreicht. Die letzte Funktion, die fuer den Betrieb des
Rechners mit einer Taktfrequenz von 4 MHz erforderlich ist,
geht auf eine Schaltung von Stoelzer zurueck. Auf der Leiter-
platte ist dafuer der VI 1 (1/2 DL 074) und die Verbindung mit
/RD vorgesehen.
5. Hinweise zum Aufbau
Die Leiterplatte ist so konzipiert, dass sie ueber der Grund-
leiterplatte mit 4 M2-Schrauben befestigt werden kann.
Die Spule *) des 12 MHz-Oszillators liegt dabei ueber dem
Quarz. Fuer die erforderlichen Befestigungsloecher in der
Grundplatte sind die Koordinaten (10;17,5) (10;52,5)
(107,5;10) und (107,5;40) bezogen auf die Kontur der Leiter-
platte mit dem (0;0)-Punkt an der Ecke mit dem Quarz vorge-
sehen. Es wurde versucht, mit einem Minimum an Leiterzugun-
terbrechungen auszukommen, obwohl die Zahl der erforderlichen
Anschluesse sehr hoch ist.
*)HINWEIS zur Spule: Minifilter 21 Wdg. Kern MF 330 orange.
Neben der Entfernung der Bruecke E2 fuer die Realisierung
der vollstaendigen I/O- Dekodierung sind nur noch 4 Leiter-
zuege fuer die Umschaltung des Bildformates durchzutrennen.
Der Einsatz eines 2732 fuer den Zeichengenerator erfordert
weitere 2 Trennstellen, da die /CS-Leitung doppelt an 5V ge-
fuehrt ist.
Die Beschleunigung der Signale /CAS und /WR nach Stoelzer
erfordert eine weitere Trennstelle. Fuer den Aufbau ist es
zweckmaessig, zunaechst die Leiterplatte vollstaendig zu
bestuecken und mit einer separaten Stromversorgung den Os-
zillator auf 12 MHz voreinzustellen. Die typische Stromaufnah-
me der Schaltung liegt bei 50 mA. Danach ist ein stufenweiser
Einbau guenstig. Zuerst werden die vier Trennstellen fuer die
Bildformatumschaltung angebracht. Die Bruecke E1 fuer den Takt
wird auch entfernt. Nach den Anschluessen fuer die Umschaltung
des Bildformates und des Taktes wird diese Funktion geprueft,
indem das zugehoerige FF (VI 7) manuell umgeschaltet wird.
Wenn die Aenderungen an A 32 noch nicht erfolgt sind, wer-
den die Zeilen bei 64 Zeichen doppelt geschrieben. Wenn die-
ser Teil richtig funktioniert, werden die Datenleitungen
D4 ... D7 sowie /RD , /WR und /IOSEL 1
angeschlossen. Nach einer Funktionsueberpruefung dieses Arbeits-
standes wird die Beschleunigung der Signale /CAS und /WR
realisiert. Mit den einfachen Testprogrammen
INIT: LD A,00H 3E 00
OUT 4 D3 04
RST 38 FF
NEGAT: LD A,0FFH 3E FF
OUT 4 D3 04
RST 38H FF
UMSCH: IN 4 DB 04
CPL 2F
OUT 4 D3 04
RST 38H FF
kann die Funktion der softwaremaessigen Umschaltung ueber-
prueft werden.
Als letztes wird die vollstaendige I/O-Dekodierung realisiert.
Der Aufbau dieser Schaltung und die Belebung erfordern eine
ausreichende Schaltungskenntnis des Mikrorechnerbausatzes und
der Funktion der Bilderzeugung, so dass der Nachbau nur dem
versierten Amateur empfohlen wird. Die relativ geringe Zahl
von auf der Leiterplatte zu trennenden Leiterzuege ermoeglicht
die industrielle Reparatur, indem die Trennstellen
ueberbrueckt werden und alle zusaetzlichen Anschluesse wieder
entfernt werden.
Bauelemente bzw. Gatter, die auf der Grundleiterplatte bereits
vorhanden sind, sind im Schaltbild gestrichelt dargestellt und
entsprechend der Stromlaufplaene gekennzeichnet. Beim Entwurf
des Layoutes wurden die nicht benoetigten Eingaenge (A0 ... A3)
des Multiplexers DL 257 (A2) mit fuer Verbindungen genutzt, um
eine einfachere Leiterzugfuehrung zu erreichen. Der Ersatz von
L1 und C1 durch einen Quarz ist im Leiterzugbild
beruecksichtigt.
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durchgesehen und korrigiert
Spulendaten eingetragen: HOFMANN
AG Z1013