Электрическая схема

     Электрическую схему первого модуля компьютера "ЮТ-88" (две части) вы можете загрузить, щелкнув мышью на помещенных ниже мини-картинках.

     Блок центрального процессора выполнен на микросхемах DD1, DD2, DD5, DD6 и DD8. Микросхема DD1 - микропроцессор КР580ВМ80А. Микросхема DD2 КР580ГФ24 предназначена для формирования двух последовательностей тактовых импульсов с требуемыми временными и амплитудными параметрами.
     Она содержит задающий генератор, стабилизированный внешним кварцевым резонатором ZQ1 с частотой 16 МГц. Кроме формирователя синхроимпульсов Ф1 и Ф2, микросхема DD2 содержит триггеры синхронизации сигналов начальной установки и готовности, а также схему формирования строба состояния STB, используемого для записи байта состояния при формировании сигналов шины управления.
     Адресная шина (ША) подключается ко многим устройствам. Выходы же микропроцессора КР580ВМ80А выдерживают лишь нагрузку одного входа ТТЛ микросхем. Поэтому для повышения нагрузочной способности к шине адреса подключены буферные регистры DD5 и DD6 КР580ИР82.
     Микросхема КР580ИР82 представляет собой 8-разрядный регистр с управляемыми выходными формирователями. Запись информации происходит при наличии логической единицы на выводе 11 STB, а выдача информации - при подаче на вывод 9 ОЕ уровня логического нуля.
     Увеличение нагрузочной способности двунаправленной шины данных выполнено с помощью микросхемы системного контроллера DD8 КР580ВК38. Она осуществляет формирование выходных сигналов не только шины данных, но и шины управления. Микросхема содержит двунаправленный магистральный формирователь, регистр состояния и схему формирования управляющих сигналов.
     Следующий блок микроЭВМ предназначен для кратковременного и долговременного хранения данных и программ. На схеме модуля "ЮТ-88" блок памяти представлен микросхемами ПЗУ КР556РТ5 (DD10, DD11) и микросхемами ОЗУ КР541РУ2 (DD13, DD14).
     Микросхемы DD10, DD11 предназначены для хранения управляющей программы МОНИТОР. Подробно о содержимом ПЗУ будет рассказано в разделе, посвященном программному обеспечению микроЭВМ. Сейчас же рассмотрим, как происходит считывание информации с микросхем ПЗУ.
     После нажатия на кнопку "УСТ" на шине адреса устанавливается адрес 0000Н, а на шине управления - сигнал ЧТЗУ, который после инвертирования элементом DD21.5 подается на вход V3 микросхем ПЗУ. Дешифратор на микросхеме К155ИДЗ (DD7) вырабатывает сигналы выборки адреса, разбивая всю доступную область адресного пространства микроЭВМ на сегменты по 4 Кбайта каждый. При этом сигнал выборки сегмента адресного пространства 0000Н-0FFFH действует на выводе 1 микросхемы DD7 и после инвертирования элементом DD9.1 подается на входы V4 микросхем ПЗУ DD10 и DD11. Учитывая, что на два других входа V1, V2 выборки микросхемы DD10 подаются сигналы с адресной шины А11 и А9, информация с микросхемы DD10 будет считываться в области адресного пространства 0000Н-01FFH. В отличие от DD10 на вход выборки V2 микросхемы DD11 сигнал с адресной шины А9 подается после инвертирования элементом DD9.2, поэтому в области адресного пространства 0200H-03FFH информация будет считываться с микросхемы DD11.
     Сигналы выборки сегментов адресного пространства 0000Н- 0FFFH, E000H-EFFFH и F000H-FFFFH вы используете при расширении конфигурации компьютера. Поэтому вместе с сигналами управления они выведены на внешний разъем.
     Схема ОЗУ выполнена на микросхемах DD13, DD14 типа КР541РУ2, имеющих совмещенные вход и выход. Объем ОЗУ 1 Кбайт. При записи данных в ОЗУ общие выводы 11-14 микросхем действуют как входы. Чтобы избежать конфликта на внутренних выходных линиях памяти при вводе данных в ОЗУ, когда сигнал управления ЗПЗУ имеет уровень логического 0, внутренние выводы ОЗУ блокируются с помощью внутренних схем. Указанные внутренние выходы переводятся при этом в состояние высокого сопротивления. Во время выполнения операции записи данных в ОЗУ в состоянии логического 0 должны находиться как выводы WE разрешения записи, так и выводы 8 CS выбора микросхемы. При чтении данных из ОЗУ выводы 8 CS выбора микросхемы должны иметь состояние логического 0, а выводы 10 WE разрешения записи - состояние логической 1. Соответствующая схема, предназначенная для формирования требуемых управляющих сигналов, выполнена на DD9.4, DD12.1 и DD12.2. ОЗУ работает в адресном пространстве C000H-C3FFH.
     В состав нашего первого модуля, помимо процессорного блока и блока памяти, входит блок интерфейса, с помощью которого осуществляется ввод и вывод данных. Ввод производится с клавиатуры или с кассетного магнитофона. Вывод - путем индикации на дисплее или записью данных на кассетный магнитофон для долговременного хранения. Содержимое ячеек памяти с адресами 9000Н, 9001Н и 9002Н отображается на индикаторах в виде шестнадцатиричных цифр.
     Программная реализация интерфейса с кассетным магнитофоном предельно упростила его сопряжение с микроЭВМ и обеспечила программную совместимость по вводу данных с кассетного магнитофона с микроЭВМ "Микро-80" и "РК-86".

     Рассмотрим электрическую схему модуля в части блока интерфейса. В индикаторе ячейки памяти выполнены на регистрах DD18 и DD19 типа К155РП1. Каждая микросхема представляет собой восемь четырехразрядных ячеек, адресуемых независимо как при записи, так и при считывании из них данных. Входы дешифрации регистров при записи WA, WB подключены к адресам А0 и A1 шины адреса. Запись данных осуществляется подачей логического 0 на вход С1. Этот сигнал образуется с помощью элементов DD9.3, DD9.5 и DD12.3 объединением кода выборки адреса, соответствующего области адресов 9000Н- 9FFFH, дешифратора DD7 и управляющего сигнала ЗПЗУ. Входы дешифраторов чтения регистров DD18 и DD19 VA и VB подключены к старшим разрядам двоичного счетчика на микросхеме DD24 типа К155ИЕ5. Чтение данных производится при подаче на вход С2 логического нуля. Выходы 4-х разрядных регистров DD18 и DD19 выполнены на транзисторах с открытым коллектором и объединяются между собой.
     В схему управления динамической индикацией входит генератор синхроимпульсов на элементах DD21.3, DD21.4, двоичный счетчик DD24 и дешифратор управляющих импульсов на микросхеме К155ИД4 (DD20). Двоичный код преобразуется в дешифраторе на микросхеме DD23 (К155РЕЗ) в специальный код семисегментного индикатора. Выводы DD23, идущие к сегментам, подключены через резисторы сопротивлением 1 кОм к шине питания +5 В. При этом на соответствующем разряде индикатора с общим катодом (например, АЛС324А или АЛС318) должен быть уровень логического нуля. Содержимое дешифратора (DD23) двоичного кода в семисегментный шестнадцатиричный приведено в таблице 2.

Таблица 2. Содержимое дешифратора К155РЕ3 (DD23)

     Клавиатура состоит из 17 кнопок, соединенных с дешифратором, на выходе которого формируется двоичный код нажатой клавиши. Дешифратор кода нажатой клавиши выполнен на микросхемах ПЗУ DD15 и DD16 типа КР556РТ4. Содержимое этих микросхем приведено в таблице 3. Когда не нажата ни одна из клавиш, при поступлении сигнала выборки клавиатуры в виде логического нуля, обе микросхемы ПЗУ открываются и, поскольку по адресу FF в микросхемах ПЗУ написаны нули, то они и считаются на шину данных.

Таблица 3. Содержимое ПЗУ клавиатуры

     Код нулевой клавиши 10Н формируется вспомогательным логическим элементом 2И-НЕ с открытым коллектором микросхемы DD17. Аналогично формируется код клавиши "ШАГ НАЗАД". Коды остальных 15 клавиш формируются микросхемами DD15 или DD16. Причем при формировании кодов от "8" до "F" логическая единица в разряде D3 шины данных запрещает выборку микросхемы DD15. Две дополнительные клавиши могут быть задействованы при подключении их к выводам 4 микросхемы DD17 (код 20Н) или 10 микросхемы DD17 (код 40Н).
     Для сопряжения с кассетным магнитофоном используется D-триггер DD4.2, информационный вход которого подключен к нулевому разряду шины данных, а выход через фильтр соединяется с входом кассетного магнитофона в режиме записи. В режиме воспроизведения выход кассетного магнитофона подключается к входу операционного усилителя DA1. Выход операционного усилителя через схему формирования импульсов положительной полярности подключается к одному входу логического элемента DD12.4 с открытым коллектором. Второй вход этого логического элемента подключен к схеме объединения по ИЛИ на микросхеме DD22 управляющего сигнала ЧТВВ и сигналов выборки кода порта A1H с помощью дешифратора DD7 и инверсного адреса А0. Выход элемента DD12.4 подключен к нулевому разряду шины данных.
     Запись и чтение информации при работе с кассетным магнитофоном производится последовательным кодом, бит за битом.
     В основу записи информации на магнитную ленту положен метод двухфазного кодирования. Формирование последовательности двухфазных кодов производится программно. На рисунке 3 показано, как выглядит последовательный двухфазный код после преобразования байта А5 (его двоичное представление 10100101). Запись байта при последовательном двухфазном кодировании начинается со старшего разряда.

Рис. 3. Последовательный двухфазный код для байта А5

     В середине передаваемого бита происходит изменение его значения на противоположное, причем изменение с "1" на "0" означает, что передан бит, равный 0, а обратное изменение с "0" на "1" - бит, равный единице.
     На границе двух одинаковых по значению смежных битов всегда происходит изменение значения двухфазного кода. На границе разных по значению смежных битов изменение двухфазного кода не происходит. Период следования информации Т выбирается из соображений надежности считывания информации. Если Т=0,66 мс, то скорость записи/считывания равна 1500 бит/сек, что позволяет записать на одну сторону стандартной кассеты типа МК-60-2 до 256 Кбайт информации. Таким образом, интерфейс с кассетным магнитофоном представляет собой одноразрядный порт ввода-вывода.