Электроника МК85 (М)

Hardware

На этой странице приведено описание "железной" части МК-85, взятое с сайта http://www.netlib.narod.ru/, который к сожалению, уже не доступен.

Читая это описание, необходимо иметь в виду, что в ранних версиях МК -85, применялся процессор Т243-2 вместе с БИС контроллера ввода-вывода T241-2-015 и ПЗУ в виде двух БИС. Позднее, контроллер и процессор были объединены в одной БИС Т36-ВМ2 (КА1013ВМ1) и стала применяться более емкая БИС ПЗУ (одна вместо двух). Микросхемы ОЗУ, контроллер ЖКИ, хотя и имеют разные наименования, по сути являются одними и теми же. Также необходимо помнить, что МК-85М отличается от версии без "М" увеличенной до 6 Кб энергонезависимой памятью.

Электрическую принципиальную схему последнего варианта МК-85, а также некоторые предложения по модернизации, можно посмотреть в разделе "Библиотека"

"Электроника МК85" представляет собой миниатюрный персональный компьютер (ПК), внешне похожий на обычный карманный микрокалькулятор. Он может работать как в режиме калькулятора, так и в режиме ЭВМ с использованием версии языка Бейсик. Ввод информации и управление "Электроникой МК85" осуществляются с клавиатуры, состоящей из 54 клавиш, расположенных в двух зонах. В левой зоне размещены 35 многофункциональных клавиш, предназначенных для ввода в ПК прописных или строчных букв латинского и русского алфавита, математических и специальных знаков, команд и операторов языка Бейсик, а также для управления курсором и выбора режима работы как самого ПК, так и его клавиш.

В правой зоне находятся 19 одно-, двух- или трех функциональных клавиш, с помощью которых вводятся цифры, несколько букв русского алфавита, выбирается нужный файл оперативной памяти, а также осуществляются некоторые функции управления компьютером. Многофункциональность (до семи различных функций) большинства клавиш достигается за счет наличия клавиш совмещенных функций S и F, а также клавиши MODE (выбор режима). Выполняемые функции обозначены на самих клавишах, сверху, снизу и справа от них, а также на специальной накладке на клавиатуру.

Использование принципа "бегущей" строки позволяет записывать в ПК строки длиной до 63 символов. На жидкокристаллическом матричном 12-разрядном индикаторе с регулируемой контрастностью одновременно отображаются до 12 букв, цифр или символов. При помощи клавиш перемещения курсора <- и -> можно просмотреть строку любой длины. В верхней части индикатора расположена служебная строка, в которой индицируются символы, обозначающие режим работы компьютера и число неиспользованных шагов программы.

Индикатор работает в мультиплексном режиме со степенью мультиплексирования 1:16. Такой матричный режим адресования по сравнению со статическим режимом, когда каждый элемент индикатора управляется индивидуально, позволяет значительно сократить число необходимых управляющих электродов. Основной принцип такого адресования состоит в том, что на строки X1, X2, ... , XN матрицы NxM последовательно, через равные промежутки времени T/N, подаются однополярные импульсы с амплитудой U1. Одновременно на столбцы Y1, Y2, ..., YM подаются записывающие импульсы с амплитудой ±U2. Элемент матрицы переходит во включенное состояние (выбранное), если на него подано результирующее напряжение U0=U1+U2, и остается выключенным (полувыбранное состояние) при напряжении U1-U2.

Максимальное число шагов программы - 1221, что позволяет вводить в компьютер в среднем до 150 строк программы на Бейсике.

Кроме клавиатуры и индикатора на верхней панели расположен выключатель питания, а в левом торце - разъем для подключения блока питания.

Компьютер реализован на основе однокристального микропроцессора и комплекта интерфейсных КМДП БИС.

Процессор представляет собой однокристалльный 16-разрядный микропроцессор, изготовленный по КМОП-технологии и предназначенный для обработки цифровой информации (рис. 4). Система счисления для чисел и команд - двоичная. Разрядность для чисел и команд - 16 двоичных разрядов. Система команд - совместима с ЭВМ "Электроника 60". Типы команд - безадресные, одноадресные, двухадресные. Виды адресации - регистровая, косвенно-регистровая, автоинкрементная, косвенно-автоинкрементная, индексная, косвенно-индексная. Число регистров общего назначения - 8. Число каналов передачи информации - 1. Число команд - 72. Объем адресуемой памяти - 64 Кбайт. Максимальная тактовая частота - 2 МГц.

Шина адрес-данные представляет собой 16 входов и выходов системной магистрали, совмещенной по адресам и данным. Использование одних и тех же выводов для передачи адресов и данных достигается путем разделения во времени. Передаче "Логичекой 1" соответствует низкий уровень сигнала на этих выводах.

Синхронизация обмена данными между процессором и запоминающими устройствами осуществляется при помощи канальных сигналов SYNC, DIN, DOUT, WTBT, RPLY. DMR - вход сигнала запроса на прямой доступ к памяти. ACLO, DCLO - входы, используемые для начального запуска процессора. HALT - вход прерывания выполнения программы.

Контроллер ввода-вывода изготовлен по КМОП-технологии и выполняет следующие функции: обмен данными между процессором и накопителями ОЗУ и ПЗУ, регенерацию данных для формирования информации на ЖКИ, ввод данных с клавиатуры, приостанов процессора во время ожидания ввода для экономии энергии элементов питания.

Адресное пространство компьютера размером 18 Кбайт распределяется следующим образом: ПЗУ1 - 0...17777б ПЗУ2 - 20000...37777, ОЗУ - 40000...43777.

Область ОЗУ 40000...40137 предназначена для хранения изображения, формируемого на индикаторе (экранное ОЗУ). По адресам 40140...41471 располагается системная область. ОЗУ пользователя, расположенное по адресам 41472...43777, позволяет хранить программы длиной 1221 шаг. Для увеличения объема хранимых программ предусмотрена возможность расширения ОЗУ пользователя до адреса 47777 (7365 шагов) и до адреса 77777 (15557 шагов) при использовании соответственно одной или двух микросхем ОЗУ с организацией 8Кх8.

Обмен данными между контроллером и памятью происходит по 8-разрядной шине данных. На один обмен 16-разрядными данными по системному каналу процессора приходится два обмена 8-разрядными данными по шине данных ОЗУ или ПЗУ. Адресация обмена осуществляется по отдельной шине адреса и синхронизируется сигналами управления CEROM1, CEROM2, CERAM1, CERAM2.

Для ввода в процессор данных с клавиатуры в контроллер встроен 11-разрядный регистр, доступный по чтению. Информация в этом регистре хранится все время нажатия любой клавиши.

Через каждые 0,4 мс контроллер низким уровнем сигнала DMR тормозит выполнение программы процессора, требуя прямого доступа к памяти. Автоматически на шине адреса контроллер формирует серию адресов определенной части ОЗУ, сигнал CERAM1 и сигнал CEHG (синхронизирующий данные, формирующие изображение на ЖКИ) для каждого адреса. Таким образом, контроллер является управляющим устройством в процедуре регенерации изображения на индикаторе. Контроллер дисплея изготовлен по КМОП-технологии и предназначен для управления ЖК-индикатором матричного типа с организацией 30х16 элементов разложения, работающего в мультиплексном режиме, генерации тактового сигнала с частотами 250 кГц, 500 кГц и 2МГц, формирования сигнала запуска процессора DCLO.

В зависимости от данных, приходящих на входной регистр, микросхема T241-2-014 формирует на выходе комбинацию сигналов, которые позволяют получать на ЖК-индикаторе информацию о входных сигналах.

В начальный момент работы все узлы микросхемы переводятся в исходное состояние низким уровнем напряжения на выводе 51. С появлением высокого уровня на этом выводе БИС переходит в рабочий режим, включается тактовый генератор, через 2048 тактов схемой RDCLO формируется высокий уровень напряжения на выводе DCLO, снимается высокий уровень с входов R всех триггеров схемы.

При появлении низкого уровня сигнала CE на входе БИС во входном регистре ID захлопываются данные с входов D0...D4. По срезу импульса CE (высокий уровень) в одной из шести частей CODU захлопываются данные, записанные перед этим в ID. Этот процесс происходит поочередно со всеми частями CODU, т.е. с приходом первого сигнала сопровождения данных CE выбирается первая часть, с приходом второго - вторая и т.д. Имеющийся в CODU счетчик до шести наполняется фронтом сигнала CE так, что по седьмому сигналу данные будут записаны в первую часть и т.д.

После записи данных в последнюю, шестую, часть CODU вырабатывается сигнал управления коммутатором строк CH и формируется сигнал выбора первой строки. Каждая следующая строка выбирается после очередного заполнения CODU. Счетчик до 16 в узле CH, аналогично счетчику в CODU, наполняется фронтом сигнала управления коммутатором строк CH так, что после шестнадцатой строки будет выбрана первая строка. Кроме того, по фронту 16-го сигнала управления коммутатором строк CH узел управления фазой выходных напряжений CF меняет фазу выходных напряжений на противоположную.

Коммутатор выходных напряжений COU работает по сигналам, поступающим с узлов CF, CH и ODU, а также использует аналоговые сигналы (1...5В) для формирования импульсов, служащих для непосредственного управления ЖК-индикатором.

При высоком уровне на выводе 46 FORCE тактовый генератор формирует на выводе 49 CLCO меандр частотой 250 или 500 кГц в зависимости от значения данных, сопровождаемых каждым шестнадцатым сигналом CE, начиная с первого. В этом случае если D4 = 0 (низкий уровень), формируется меандр 250кГц, если D4 = 1 - меандр 500 кГц. Переключение с одной частоты на другую происходит без проколов и выбросов на выводе CLCO.

При низком уровне на выводе 46 FORCE тактовый генератор формирует на выводе 49 CLCO меандр частотой 250 кГц или 2МГц в зависимости от значения данных, сопровождаемых каждым шестнадцатым сигналом CE, начиная с первого. При переключении состояния вывода FORCE возможно появление кратковременных изменений скважности на выходе CLCO.

ПЗУ представляет собой две микросхемы Т242-2, изготовленные по КМОП-технологии с организацией 8Кх8, ОЗУ - КМОП-микросхема T244-2 статического типа с организацией 2Кх8.

Конструктивно компьютер выполнен на одной двухсторонней печатной плате. Цепи ввода информации коммутируются контактными парами на основе токопроводящего эластомера, что обеспечивает высокие конструктивно-технологические характеристики компьютера и гарантирует надежность при эксплуатации.

Память компьютера в отличие от обычных калькуляторов энергонезависима, т.е. ее содержание сохраняется неопределенно долгое время при установленных элементах питания, а также в течение 15 мин после их извлечения для замены.

Невысокая потребляемая мощность (0,02 Вт) обеспечивает непрерывную работу "Электроники МК85" от элементов питания в режимах записи и отладки программ в течение 200 ч., а в режиме вычислений - в течение 80 ч. Предусмотренный в конструкции режим ускоренного в 4 раза быстродействия значительно увеличивает потребляемую мощность, поэтому его рекомендуется использовать только при внешнем питании.

На ПК "Электроника МК85" установлен гарантийный срок 24 месяца. Его розничная цена 135 руб. Прилагаемое к компьютеру руководство по эксплуатации включает в себя основы программирования на используемой версии языка Бейсик, Методика программирования изложена в следующей строке данного раздела. Кроме того, изготовитель готовит к выпуску библиотеки программ на этом языке в целом ряде возможных сфер использования микрокомпьютера "Электроника MК85".