Как собрать, наладить и усовершенствовать микроэвм

ВЫБОР СХЕМЫ И КОНСТРУКЦИИ ОСНОВНЫХ МОДУЛЕЙ

Схема и конструкция самодельной микроЭВМ всецело определяется наличием деталей для ее сборки, а также знанием и умением того, кто ее собирает.

МикроЭВМ, изготавливаемая в радиокружке или в домашних условиях, должна удовлетворять следующим требованиям:

иметь простую схему и конструкцию, максимально доступную для повторения;

содержать наименьшее количество деталей, особенно дефицитных;

допускать замену отсутствующих деталей другими, имеющимися в наличии;

позволять налаживание при помощи простых средств и приборов;

наглядно демонстрировать основные режимы работы;

производить запись данных с пульта управления в любую ячейку памяти;

обеспечивать чтение данных, содержащихся в любой ячейке памяти;

разрешать пошаговый и автоматический режимы выполнения команд учебной программы;

совершать наглядный обмен данными с внешними устройствами;

10)осуществлять постепенную модернизацию путем замены и добавления новых модулей.

Ниже приводится описание одного из возможных вариантов самодельной сборки микроЭВМ, в какой-то степени отвечающей перечисленным требованиям. В литературе можно встретить и другие варианты, которые коротко будут рассмотрены нами.

МикроЭВМ целесообразно собирать в два этапа. Вначале собирают простейшую учебную микроЭВМ. После ее налаживания, изучения и отработки на ней учебных программ переходят ко второму этапу, который заключается в сборке дополнительных модулей, позволяющих превратить учебную микроЭВМ в персональный компьютер.

Для выполнения требований 5, 6, 7, 8 и 9, обеспечивающих получение простейшей микроЭВМ (которая допускает изучение основных режимов работы и отработку написанных программ), достаточно собрать три модуля, очерченных на рис. 43 пунктиром, а потом постепенно добавлять другие модули, совершенствуя этим структуру микроЭВМ в соответствии с требованием 10.

Рассмотрим подробно с помощью принципиальных электрических схем, как устроены и как работают основные модули, а также соединяющая их общая шина.

Изучение модулей при помощи принципиальных электрических схем крайне необходимо для сознательного выполнения электрического монтажа, а главное—для приобретения знаний по налаживанию, модулей и их дальнейшему совершенствованию.

Рассмотрение начнем с наиболее простой части микро ЭВМ— ее общей шины.

Общая шина

Общая шина — это жгут проводов, состоящий из 16 проводов адресной шины, 8 проводов шины данных, 10 проводов шины управления, 6 проводов шины питания и 5 резервных проводов.

Общая шина с модулями микроЭВМ соединяется при помощи многоконтактных разъемов. На модулях устанавливаются штыревые части разъема, а на общей шине — гнездовые. Для соединения используется разъем типа ГРПМ1—45, имеющий 45 контактов. Допускается применение разъемов и другого типа, имеющих не менее 40 контактов.

При развитии структуры микроЭВМ в один из разъемов общей шины может быть подключен размножитель (рис 44), позволяющий включение дополнительных модулей.

Гнездовые контакты разъемов, к которым подключаются провода всех шин, соединяются на всех разъемах (кроме разъема XS5 блока питания) параллельно друг с другом. Например, провода адресной Шины ШАО—ША15 подключаются к контактам А13 А20 и Б14—Б21, установленным на каждом разъеме общей шины, а провода шины данных ШДО—ШД7 подводятся к контактам А9—А12 и Б10—Б13. Свободными от подключения остаются лишь резервные контакты разъемов A3, А 6 , А21, БЗ и Б22, к которым подсоединяются индивидуальные (для данного модуля) электрические цепи, не вошедшие в состав шин.

Принципиальная электрическая схема общей шины приведена на рис. 11. В связи с тем, что соединения на всех разъемах (кроме разъема блока питания) выполнены одинаково, то на рис. 11 для упрощения показана разводка проводов лишь для трех разъемов: XS1, XS5 и XS7

Перед началом монтажа читатель должен начертить всю схему, соединений общей шины для всех разъемов, чтобы в процессе выполнения монтажа можно было с помощью красного карандаша отмечать на схеме каждое выполненное соединение. Такой способ позволяет устранить ошибки и пропуски при монтаже.

Разъем XS5, служащий для подключения блока питания, лучше выбрать другого типа (например, РП10—7 или РПМ8—8), обеспечивающего более надежное соединение штырей с гнездами.

Это особенно важно для цепей питания +5В и О В, где протекает ток значительной силы. Если же подключение блока питания будет выполняться при помощи разъема ГРПМ1—45, то для коммутации цепей +5В и О В рекомендуется соединить параллельно несколько контактов разъема, как это показано на рис. 11. Чтобы предотвратить возможность ошибочного включения в разъем XS5 блока питания, одного из разъемов (ХР1—ХРЗ) модулей микроЭВМ, необходимо несколько гнезд разъема XS5 заглушить при помощи пластмассовых или металлических вставок, а на штыревом разъеме ХР5 блока питания изъять соответствующее количество штырей, расположенных напротив этих гнезд. Такой прием позволит включать в гнездовой разъем XS5 только штыревой разъем ХР5. Включение других штыревых разъемов станет невозможным из-за установленных в гнезда заглушек.

Для более надежного соединения цепи питания +5В и 0 В подключаются на всех разъемах при помощи двух параллельно соединяемых контактов. Напряжение +5В подводится к контактам А1 и Б23, а напряжение О В — к контактам Б1 и А22.

Длина проводов общей шины не должна превышать одного метра. Провода питания +5В и О В должны иметь сечение не менее 0,5 мм2 Сечение остальных проводов не лимитируется.