Микропроцессорная лаборатория "Микролаб К580ИК80", УМК-80, УМПК-80 и др.

Кину тут это видео ваше, так как очень познавательно. Нужно будет как нибудь попробовать.





Файлики лучше на Я.Диск класть, а сюда давать ссылку. На самом форуме свободного дискового пространства нет. Всё же бесплатное применяется.

Как я понимаю, вопрос по изготовления новодела "Микролаба" закрыт. Теперь каждый может скачать документацию и заказать себе изготовление такой платы. Но боюсь, что сложность этого изделия и цена столь большой платы отпугнёт многих.

Для тех, кто не готов сразу делать сложные изделия, или имеет трудности в доставании антикварных деталей для изготовления отечественных рэтро компьютеров (например, видео дисплеев с частотой строк 15.625) возможно имеет смысл изготовление более простых (чем целые рэтро-компьютеры) конструкций с HEX-индикацией или даже с одно-двухстрочнным текстовым LCD-дисплеем.

Такие конструкции могут быть очень просты (менее 10 корпусов), но позволяют получить первое представление о компьютерной схемо-технике и познакомиться с программированием. Отладив такое устройство и разобравшись в основах программирования, любитель далее может перейти к сборке более сложной конструкции, типа целого рэтро-компьютера, содержащего уже от 29 до 120 микросхем. Кроме того, с помощью такого изделия, подключив потребную периферию, можно отлаживать в реале программы микроконтроллеров (естественно, если для данного типа CPU есть микроконтроллер с такой же системой команд).

QUATTRO пишет:К сожалению, у меня закончилось свободное время, и заниматься Микролабом я смогу только после нового года...

Это даёт время на обдумывание его последующей модели. Хотя новую и совсем простую конструкцию учебного стенда с HEX-индикацией уже лучше не называть "Микролабом", чтобы не вносить путаницу.

QUATTRO пишет:А если делать новую плату, то нужно делать что-то свое, не копировать один в один чужие платы. Чужие схемы можно взять как основу, и на этой базе делать что то новое.

Более простых конструкций, что можно использовать как прототип, в Интернете хватает. Например.

Я сейчас как раз осваиваю программрование одного CPU, чтобы затем можно было написать в его системе команд ROM-BIOS и применить в компьютере.

Обычно, когда компьютера на новом CPU ещё нет, то используют эмуляцию. В частности, для всех первых микропроцессоров, в крупных фирмах сначала писался кросс-ассемблер (обычно на IBM-360 или на PDP-11). Затем писался эмулятор системы команд нового процессора (писать эмуляцию периферии не требовалось, т.к она у всех ЭВМ тогда была одинаковая - RS232 со скоростью 75-110 бод). Это позволяло странслировать и отладить программу. Так сначала разрабатывался и отлаживался ассемблер для целевого процессора, а затем и простейшие ЯВУ (обычно бейсик и PL/M).

А разработчики не имеющие соответствующей техники или ассемблера вынуждены были писать программы на бумаге в машинных кодах, что естественно, неэффективно. Кстати, распространён миф о том что в 1975 маленький мальчик Билл Гейтс с приятелем, совершенно неопытный, написал 4 кб бейсик на бумаге в машинных кодах и затем без всякой проверки эта программа заработала. Естественно, это сказка. Пол Аллен (который работал программистом с 1973) написал эмулятор процессора 8080 на PDP-10, так что программа отлаживалась и проверялась. И они не были неопытными. А были опытными программистами с пятилетним стажем, в том числе писали и для микропроцессоров - c 1972 писали программы для 8008 (Пол Аллен ранее написал и эмулятор 8008).

Освоить программирование может помочь стенд с HEX-индикаторами или с внешним терминалом. Но относительно вышеприведённого примера подобного изделия, я имею ввиду конструкции ещё более простые.

Минимальная схема состоит из ядра (ОЗУ, ПЗУ, CPU) и ППА ВВ55. Для CPU Z80 в сумме это всего 5-6 корпусов (меньше, если ОЗУ и ПЗУ это одна ИМС), а для 6800 ещё меньше (там генератор встроенный). Для HEX-индикации и опроса матрицы клавиш служит ВВ55, (этого хватает, т.к один порт общий - выбор индикатора при выводе и линии клавиш при опросе). Можно применить и 580 ВВ79, тогда программа короче. А при использовании внешнего терминала схема ещё проще (вместо ВВ55 ставится ВВ51, зато отпадают HEX-индикаторы и элементы подключения клавиатуры). Желательно наличие линии связи с IBM PC, чтобы можно было закачивать программу с линии, но в крайнем случае можно использовать стандартный МГ-интерфейс.

Кстати, в вышеприведённом примере HEX-стенда на 6802, автор конструкции сделал даже учебник по обучению программированию, используя данное изделие.

Вот здесь я положил исходник ROM-BIOS микролаба. Исходник набрал в файл QUATTRO, хотя лучше было бы получить этот же исходник дизассемблированием рабочего ROM-BIOS, т.к при ручном наборе легко ошибиться. Более подробно написано в файле _README.TXT.

Как ранее и предполагалось, исходник ROM-BIOS микролаба полученный ручным набором из PRN-листинга приведённого в книге и выложенный в моём предыдущем посте, оказался с большим количеством ошибок и потому не имеет никакого смысла.

Вот здесь исходник ROM-BIOS полученный дизассемблированием и последующим редактированием реально работающих кодов ПЗУ микролаба. Этот исходник не совпадает с приведённым в книге в 3-х байтах (в качестве раб.ячеек использованы другие ячейки ОЗУ). В любом случае этот исходник рабочий, а исходник из книги "Техническое описание" в реале не проверялся.

Попутно с изучением исходника ROM-BIOS микролаба пришлось немного разобраться и в схемотехнике микролаба. Интересным оказался алгоритм индикации.

Используется динамическая индикация (это ясно сразу, т.к у каждого HEX-индикатора стоит транзисторный ключ). Но индикация сделана не программно, как обычно делают в учебных стендах, а аппаратно, используя захват шины и имитацию DMA на мелкой логике. Алгоритм визуализации такой.

Независимо от программы, периодически аппаратно на очень короткое время процессор останавливается захватом шины, т.е происходит цикл DMA. Схема на мелкой логике формирует адрес 8FF8...8FFF и содержимое одной из этих ячееек считывается. В этих ячейках содержится сегментный код. После считывания этот код приводит к зажиганию или гашению соответствующего сегмента одного индикатора (a b c d e f g h) на время равное периоду такта DMA. При каждом захвате шины счётчик ИЕ5 переключается, формируемый адрес в следующем цикле захвата шины оказывается на 1 больше и считываются данные для динамической визуализации следующего индикатора. Таким образом за 8 последовательных циклов захвата шины каждый индикатор вспыхивает на время равное периоду такта сигнала захвата шины. Это принцип динамической индикации, широко применяемый для HEX-индикторов.

Есть генератор на однопереходном транзисторе, который периодически выдаёт сигнал запроса DMA (или запроса визуализации для одного индикатора). Это D51.4/6, он подаётся на Зп.Ш. 13 нога CPU. По которому, если разрешение DMA PC7=1, происходит захват шины, о чём КР580 сигнализирует сигналом HLDA (здесь это ПТР.Ш 21 нога CPU). Этот сигнал (после инверсии на D8.1 переводит в 3-е состояние буфер данных (D12,D13) и буфер адреса (D16...D19), освобождая шину. Счётчик D49, переключающийся по каждому импульсу запроса визуализации (запроса DMA), формирует номер индикатора от 0 до 7, одновременно являющийся 3-мя младшими битами адреса в ОЗУ, и эти адреса A0, A1, A2 поступают на шину. Все остальные сигналы шины адреса при Z-состоянии буферов за счёт резисторов привязки имеют уровень 1. Таким образом адресуются 8 самых последних ячеек ОЗУ (в исходнике это ячейки по метке DIG). В эти 8 ячеек процессор записывает уже семисегментный код, т.е преобразование HEX-числа в семисегментых код, помещаемый в эти ячейки DIG, делает процессор, используя табличное преобразование (табличка SEGD). Дешифратор 155 ИД4 из этих адресов A0, A1, A2 формирует сигнал открытия одного транзисторного анодного ключа светодиодного индикатора АЛС324, т.е служит коммутатором при динамической индикации.

Сегментные данные из ячеек DIG оказываются на выходах ОЗУ и защелкиваются в 155 ИР12 (D48). Т.к генератор импульсов для захвата DMA, благодаря использованию однопереходного транзистора, выдаёт меандр с очень большой скважностью (практически это генератор иголок), то уже спустя всего 5 МКСЕК сигнал на запрос шины (Зп.Ш) убирается, шина освобождается и продолжается прогон программы. За время захвата шины читается ОЗУ из ячеек 8FF8...8FFF, из-за чего импульс для захвата шины DMA не может быть короче 500-1000 НСЕК, так что 5 МКСЕК это с запасом.

Частота сигнала захват шины на входе процессора (сигнал Зп.Ш нога 13 КР580) равна 3800 герц. Период этой частоты 263 МКСЕК. Длительность импульса равна 5 МКСЕК, что составляет менее 2% периода. Таким образом всего 2% времени процессор проводит в захвате шины и на столько же падает быстродействие (при желании можно сократить потери времени на индикацию чуть ли не до до 0.001% резко понизив частоту генератора, что увеличит скважность). Т.о использование аппаратной визуализации даёт гораздо меньшие потери скорости, чем программная реализация динамической индикации.

Прерывания в микролабе тоже широко используются. Они организованы без контроллера прерываний, за счёт чтения с шины в момент прерывания кода 0FFH. Это код команды RST 38, из-за чего выполняется CALL на адрес 0038. В подпрограмме прерывания шестнадцатеричные числа помещённые в ячейки ADRES и DATA конвертируются в сегментные данные и заносятся в ячейки, которые визуализируются на индикаторах. Кроме того прерывания выполняют и другие функции.

Интересно, что благодаря хитроумному аппаратно-программному решению, точку останова отлаживаемой программы можно задавать как в ОЗУ (что могут делать любые программные отладчики, например, DDT), но и в ПЗУ, т.к для останова не используются команды RST помещённые в точку останова, как это делают программные отладчики.

Вообще-то, QUATTRO поскромничал и умолчал, что ему удалось расширить ПЗУ до полных двух килобайт на РФ2 и ОЗУ до 32-х килобайт на 62256.

А я как-раз пытаюсь уговорить его на изготовление модуля текстового адаптера. Раз ОЗУ расширяется, то теоретически этому нет препятствий. Текстовый адптер можно сделать на 6845 (~15 корпусов), на мелкой логике (~30 корпусов, зато КОИ-8 ) и на ВГ75 (~15 корпусов). Такая задача давно актуальна для тормозных графических компьютеров. К сожалению, никто не озадачился сделать всем доступную внешнюю плату текстового адаптера. Особенно это было актуально в 80-тые и первой половине 90-тых, когда IBM PC были недоступны.

Именно поэтому в это время разочаровавшись в возможностях СПЕЦИАЛИСТА по текстообработке я разработал и воплотил в железе несколько ЭВМ с текстовыми адаптерами на мелкой логике, первоначально взяв за прототип схему текстового адаптера из журнала RFE 01.1984.

Текстовый адаптер в виде внешней платы-приставки был бы, например, полезен для программистов на ZX-Spectrum, где 32 всего символа в строке и трудно редактировать тексты для принтера, т.к в текстах для печати на принтер в среднем 64-72 символа в строке. Для ещё более тормозных графических отечественных ЭВМ, текстовый адаптер значительно улучшает работу с текстом.

Так что после разработки отдельной, подключающейся к чему угодно, платки текстового адаптера, можно было бы найти ей применение для любой отечественно рэтро-ЭВМ. Понятно, что сейчас эта задача мало актуальна, т.к для текстообработки у всех есть IBM PC. Тем не менее, для рэтро-компьтерщика имеющего
медленную рэтро ЭВМ, например ИРИШУ или нетурбированный СПЕЦИАЛИСТ, такая платка была бы очень желательна даже сегодня.

Кстати, в СПЕЦИАЛИСТЕ или ИРИШЕ (а также в дугих ЭВМ где нет ОЗУ как грязи) это имеет ещё один побочный плюс - т.к их огромное экранное ОЗУ при выводе на текстов адаптер не используется, то это резко увеличивет их объём доступного ОЗУ. И если без текстового адаптера они не способны иметь CP/M с достаточным TPA, то с текстовым адаптером эта проблема снимается, превращает их в полноценные CP/M-машины, к тому же с качественной текстообработкой.

Текстов адаптер на мелкой логике содержит около 30 корпусов, зато позволяет КОИ-8 и инверсию знакомест.
Текстов адаптер на 6845 намного проще, но увы, он 8-ми битовый, так что или инверсия знакомест или КОИ-8 (тут особо напрягаться не надо, можно взять один к одному схему текстового адаптера WEDIX от Apple-II https://yadi.sk/i/RBT_mVpq3QJKz3 https://yadi.sk/d/NkZnCtdC3QJL5e, у меня он кстати есть и работает в Apple-II).

И третий вариант - это текстов адаптер на базе ВГ75. Схема - это РК86 из которой выкинуто всё, что относится к микропроцессору, ОЗУ на w24257 и добавлены буферы на шину. Благодаря буферам такой адаптер отключен от шины CPU и не тормозит. Когда процессору нужен доступ, он ждёт окончания цикла ПДП, далее блокирует HLDA (чтобы цикл ПДП не случился во время доступа ЦП) и делает записи в экранное ОЗУ адаптера. При желании можно добавить цвет, иметь КОИ-8, инверсию знакомест и нормальные рамки.

Конечно для микролаба текстов адаптер имел смысл тогда, когда он ещё использовался в учебном процессе. Тогда во время урока на экран большого телевизора можно было бы выводить огромными буквами индикаторы микролаба.

QUATTRO пишет:И третий вариант - это текстов адаптер на базе ВГ93

Конечно я описался. Речь о ВГ75, а не о ВГ93. ВГ93 это не контроллер CRT, а контроллер FDC. Речь конечно о варианте всем с детства знакомой схемы РК86 с ВГ75 и ПДП.

Следует прямо сказать, что нет особого смысла подключать более мощное средство отображения к микролабу. Для использования как индивидуальное устройство имеющихся HEX-индикаторв вполне достаточно.

У учебного стенда программируемого в машинных кодах для отображения на дисплее просто нет данных. Нет никаких текстов и даже вводить их без наличия полноценной клавиатуры невозможно. А отображать на дисплее огромные HEX-цифры просто незачем (ну кроме случая, когда у пользователя настолько слабое зрение, что не может разобрать данные на HEX-индикаторах и нуждается в огромных цифрах на экране дисплея).

Добавление полноценной клавиатуры и текстового адаптера превращает учебный стенд в полноценный компьютер. Но по суммарным трудозатратам получается проще и намного дешевле спаять любой рэтро компьютер, - наиболее оптимально СПЕЦИАЛИСТ на РУ5. Платка такого компьютера имеет размер всего 135*220 (или меньше) и содержит около 40 дешёвых TTL-микросхем во главе с процессором КР580. А вот для СПЕЦИАЛИСТА имеющего очень тормозную текстообработку (т.к такт CPU всего 2 МГЦ), а экран огромного размера, текстовый адаптер весьма желателен.

Я перечислил лишь возможности для изготовления текст.адаптера, что мне доступны.

А вообще таких вариантов гораздо больше. Это может быть совсем крошечное устройство размером с большую почтовую марку, если использовать разные FPGA, ПЛИСЫ, Atmeg-и и тому подобные штуки, в которых невозможно понять, что они делают глядя на схему. В Интернете полно конструкций простых и потому несложных в сборке терминалов на базе ПЛИС и т.п. Я в этом не разбираюсь и не хочу изучать. Мне не надо. Антикварных знаний железа полученных ещё в 80-тые при самосборке РК86 и СПЕЦИАЛИСТА мне хватает для творчества в железе на ниве рэтро-компьютеров. Да и возиться с железом вообще не люблю.

Хотя все 3 варианта схемы вполне реальны, но приемлемые потребительные свойства даёт только адаптер на мелкой логике. Потому что 6845 - 8 ми битовая, а значит для кодирования информации каждого знакоместа есть всего 8 битов. А например, у "Корвета" экранное ОЗУ текстового режима - 9-ти битовое.

При 8-ми битах можно вывести КОИ-8. Но не останется хотя-бы ещё одного бита для атрибута инверсии. Потому, чтобы получить инверсию знакомест, что для выделения текста на экрана для монохромных программ просто необходимо, приходится отдавать лишь 7 бит под код символа, отводя 1 бит на инверсию В итоге такой вариант оказывается даже хуже, чем вариант на ВГ75, где тоже код 7-ми битовый, зато есть аппаратные атрибуты, позволяющие даже цвет. Понятно, что резко усложнив схему путём установки дополнительной банки ОЗУ, можно и на 8-ми битовом CRT получить и КОИ-8 и цвет.

У меня есть 3 схемы текстовых адаптеров, которые я делал в начале 90-тых разочаровшись в текстовых возможностях СПЕЦИАЛИСТА. Но это старые схемы и не 100% точные. Это в основном схемы по которым я начинал монтаж. Но в дальнейшем схема менялась, какие то переделки вносились в схему на бумаге, какие-то нет. Наверняка будет работать только самый первый самый простой вариант моего текстового адаптера. Он использовал 565 РУ2.

В дальнейшем схема было доработана с целью получения КОИ-8, псевдографики и инверсии знакомест. Как ОЗУ были использованы 6514 (КМОП аналог 541РУ2, 2114) и 1 шт.565РУ2, что и дало 9 битов. Однако при попытке получить качественный фонт выяснилось, что скоростей 565РУ2 не хватает для пиксель клока выше 10-11 МГЦ, а для красивого фонта требуется 14-15 МГЦ. Из-за чего в "Корвете" стоят 132РУ4, это скоростные аналоги 565РУ2. Поэтому вынужден был делать 3-тий вариант используя как ОЗУ 6264 и 6514. Также был и ещё один вариант TX-адаптера.

Схемы сохранились, но не совсем точные. Эти адаптеры делались не как внешние, а входили в схему полноценных компьютеров на Z80. Если Вы готовы макетировать, то схемы могу дать. Сам пока заняться этим не могу, на всё нет времени. А вот спустя полгода можно к вопросу вернуться.

А пока могу предложить только более-менее точную схему простого текстового адаптера КОИ-7 с инверсией. ОЗУ м.быть любое, не принципиально. Хотя с точки зрения "ламповости" разумно взять 565 РУ2. Простой адаптер не особо ценен, но тем не менее тоже резко ускоряет вывод текста и улучшает качество шрифта. Можно попробовать запустить и более сложный вариант с атрибутами. Но для отладки придётся делать порезы и соединения.

barsik пишет:пока могу предложить только более-менее точную схему самого простого текстового адаптера

Напомнили. Выше я упоминал текстовые адаптеры, которые делал. Вот здесь, чтобы оценить объём работ и сложность, схема самого простого текстового адаптера, который я сделал в конце 80-тых.

Спойлер:

Имею Микролаб КР580ИК80 907 в чумодане и в рабочем состоянии, со всей макулатурой. Кнопки работают, демо-песенка играется. Находится в Тюмени.
Вдруг кому нужен для чего-то, отдам за недорого. Перешлю, если понадобится. Жалко, что прибор пропадает.
Тел. +7 (922) 477-26-60 Евгений.

[quote="Viktor2312"]Проект микролаба от пользователя  QUATTRO:

QUATTRO пишет:В папке, на Яндекс-Диске, выложил весь проект Микролаб. Прошивки, документация, схемы, файлы для изготовления платы. В общем, все что было, то и выложил.
Удалять не собираюсь, будет лежать сколько угодно, пока жив Диск на Яндексе

Всем привет!
Может кто-нибудь опубликовать рабочую ссылку на архив?

Artur пишет:
Всем привет!
Может кто-нибудь опубликовать рабочую ссылку на архив?

Рабочую именно эту, это уже вряд ли, так как у QUATTRO поехала крыша и он самовыпилился удалив всё. Но, у меня на винте есть папка по Микролаб, всего что я выкладывал в теме, то что удалось найти на просторах инета, и есть ещё какой-то архив с пометкой new, не уверен что там всё, что было по той ссылке, что удалена, но подождите,  его закачаю на Я.диск и выложу тут:

ожидание...

Вот: Скачать

Вот ссылка на архив: Скачать окло 140+ Мб, это всё, что у меня есть.

[quote="Viktor2312"]

Artur пишет:
Всем привет!
Может кто-нибудь опубликовать рабочую ссылку на архив?

Рабочую именно эту, это уже вряд ли, так как у QUATTRO поехала крыша и он самовыпилился удалив всё. Но, у меня на винте есть папка по Микролаб, всего что я выкладывал в теме, то что удалось найти на просторах инета, и есть ещё какой-то архив с пометкой new, не уверен что там всё, что было по той ссылке, что удалена, но подождите,  его закачаю на Я.диск и выложу тут:

ожидание...

Спасибо большое!

Выложу тут фотку из каталога производителя, так как качество получилось не очень, то отдельные части с большим разрешением.

Artur пишет:

Viktor2312 пишет:Проект микролаба от пользователя  QUATTRO:

QUATTRO пишет:В папке, на Яндекс-Диске, выложил весь проект Микролаб. Прошивки, документация, схемы, файлы для изготовления платы. В общем, все что было, то и выложил.
Удалять не собираюсь, будет лежать сколько угодно, пока жив Диск на Яндексе

Всем привет!
Может кто-нибудь опубликовать рабочую ссылку на архив?

https://www.dropbox.com/sh/3x3d0dsqq2r7vqp/AABz2sFPaGcKG1Aeu8HzjEsxa?dl=0
Ссылка на весь материал от QUATTRO
Открою на неделю, потом удалю.

А есть у кого нибудь документация (альбом),схема на УМК-80 ВЭФ,???

Электротехник пишет:А есть у кого нибудь документация (альбом),схема на УМК-80  ВЭФ,???

Вот ссылка на архив: Скачать окло 140+ Мб, это всё, что у меня есть. Посмотрите, поковыряйте, может найдёте что-то полезное, но скорее всего это всё уже выложено здесь в теме, но это не точно.


.

А кто помнит(кто работал с умк80) как он должен функционировать при включении?Какие должны светиться светодиоды и цифры???

Электротехник пишет:А кто помнит(кто работал с умк80) как он должен функционировать при включении?Какие должны светиться светодиоды и цифры???

Извини, что не могу сказать ничего по существу, просто решил морально поддержать. Верю, что рано или поздно, твои поиски - увенчаются успехом.


.

УМК 80 очень популярный стенд был в институтах,многие занимались,лабораторные работы делали!!Должны помнить как включается.И нужно ли было нажимать кнопку "сброс" при включении?И в каком случае он выдаёт все восьмёрки с запятыми на цифровых индикаторах ?

Да ,ещё,на форуме кто нибудь из Риги есть или знакомые электронщики там живут.??

Viktor2312 пишет:

Электротехник пишет:А есть у кого нибудь документация (альбом),схема на УМК-80  ВЭФ,???

Вот ссылка на архив:

.

Благодарю за архив!

Кто нибудь ещё ремонтировал Микролаб 907?При включении на индикаторах "h".На сброс и другие нажатия всех кнопок не реагирует.Питание в норме.Не работал задающий генератор,заменил микросхему,запустил.Все кнопки работают правильно,исправны,сигналы на вв55 поступают.Сигнал сброса на процессор тоже поступает.