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z1013:hardware [2011/11/21 07:13] – angelegt volkerpz1013:hardware [2024/12/05 13:13] (aktuell) – [3.4.1. Parallel E/A-Baustein U 855 PIO] volkerp
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 die Arbeitsweise eines Mikrorechners erlaeutert werden. Grundlage dafuer bilden Stromlaufplaene des Z 1013, die Sie in der Anlage 16 finden. die Arbeitsweise eines Mikrorechners erlaeutert werden. Grundlage dafuer bilden Stromlaufplaene des Z 1013, die Sie in der Anlage 16 finden.
  
-==== 3.1. Blockschaltbild ==== +===== 3.1. Blockschaltbild ===== 
-<code> _____    ___________   __________   ___________+<a2s> 
 +#-----#  #-----------# #----------# #-----------#
 |     |  | Betriebs- | | Arbeits- | |           | |     |  | Betriebs- | | Arbeits- | |           |
 |     |  | system    | | RAM      | |           | |     |  | system    | | RAM      | |           |
 |     |  | ROM       | |          | |           | <-> MBG |     |  | ROM       | |          | |           | <-> MBG
-|     |   ----|-|----   ---|-|----  |           |+|     |  #----#-#----# #---#-#----# |           |
 |     |       | |          | |      |           | |     |       | |          | |      |           |
-|     |-------   ----------   ------| Parallel- |     8-bit +|     #-------# #----------# #------# Parallel- |     8-bit 
-| CPU |         Systembus           | E/A       |---- E/A +| CPU |         Systembus           | E/A       #---- E/A 
-|     |-------| |-----| |----| |----|           |---- Schnitt +|     #-------# #-----# #----# #----#           #---- Schnitt 
- --|--        | |     | |    | |     ----| |----      stelle +#--#--#       | |     | |    | |    #-----#-----#     stelle 
-   |          | |     | |    | |         |^| +   |          | |     | |    | |          ^ 
- -----    ----------  | |  -------   -----------+#--#--#  #----#-#---# | | #--#-#--# #-----#-----#
 |     |  |          | | | |       | |           | |     |  |          | | | |       | |           |
-|Takt-|  | Bild-    | | | | Aus-  |-| Tastatur  | +|Takt-|  | Bild-    | | | | Aus-  | | Tastatur  | 
-|gene-|  | schirm-  | | | | gabe- |>|           | +|gene-|  | schirm-  | | | | gabe- #>#           | 
-|rator|  | steuerg. | | | | tor   |-|           |+|rator|  | steuerg. | | | | tor   | |           |
 |     |  |          | | | |       | |           | |     |  |          | | | |       | |           |
- -----    ----------  | |  -------   -----------+#-----#  #----#-----# | | #-------# #-----------#
               |       | |               |       | |
           BAS |       | |           BAS |       | |
-       |------|       | | +       #------#       | | 
-       |  ____|__     | |+       | #----#--#    | |
        | | HF-   |    | |        | | HF-   |    | |
        | | Modu- |    | |        | | Modu- |    | |
        | | lator |    | |        | | lator |    | |
-       |  -------     | |+       | #---#---#    | |
        |     |        | |        |     |        | |
-      TV-Geraet     Systemsteckverbinder</code>+       TV-Geraet    Systemsteckverbinder 
 +</a2s>
              
-==== 3.2. Steuerung des Mikroprozessors ====+===== 3.2. Steuerung des Mikroprozessors =====
  
-=== 3.2.1. Beschreibung der Steuersignale ===+==== 3.2.1. Beschreibung der Steuersignale ====
  
 Neben den bekannten Steuersignalen der Z80-CPU umfasst der Systembus folgende Signale, die nichtvon der CPU ausgesandt oder empfangen werden: Neben den bekannten Steuersignalen der Z80-CPU umfasst der Systembus folgende Signale, die nichtvon der CPU ausgesandt oder empfangen werden:
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   * **RDY**\\ Stellt ein aehnliches Signal wie WAIT dar, um langsame Funktionseinheiten an die CPU anzupassen. Es kennzeichnet die Kommunikationsbereitschaft einer Funktionseinheit und kann mit der WAIT-Leitung verbunden werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Steuersignalen ist es nicht Low-aktiv.   * **RDY**\\ Stellt ein aehnliches Signal wie WAIT dar, um langsame Funktionseinheiten an die CPU anzupassen. Es kennzeichnet die Kommunikationsbereitschaft einer Funktionseinheit und kann mit der WAIT-Leitung verbunden werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Steuersignalen ist es nicht Low-aktiv.
  
-=== 3.2.2. Takterzeugung ===+==== 3.2.2. Takterzeugung ====
  
 Der Taktgenerator wird durch drei Gatter von A6, dem Kondensator C7.1 und den Widerstaenden R38 und R39 gebildet. Stabilisiert wird die Taktfrequenz durch den Schwingquarz Q1. Dieser Der Taktgenerator wird durch drei Gatter von A6, dem Kondensator C7.1 und den Widerstaenden R38 und R39 gebildet. Stabilisiert wird die Taktfrequenz durch den Schwingquarz Q1. Dieser
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 Dieser Takt realisiert die Synchronitaet aller Zeitablaeufe.  Dieser Takt realisiert die Synchronitaet aller Zeitablaeufe. 
  
-=== 3.2.3 RESET-Logik ===+==== 3.2.3 RESET-Logik ====
  
 Um einen definierten Anfangszustand der CPU zu erreichen, Um einen definierten Anfangszustand der CPU zu erreichen,
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 welches die Ruecksetzfunktion ausfuehrt. welches die Ruecksetzfunktion ausfuehrt.
  
-==== 3.3 Speichereinheiten ====+<WRAP center round info 60%> 
 +Die originale Reset-Schaltung ist problematisch, da der Speicherinhalt bei Reset 
 +verloren gehen kann. Siehe dazu 
 +  * [[:z1013:informationen#speicherinhalt_erhaltendes_reset]] 
 +  * [[:z1013:informationen#reset_und_nmi_mit_externer_taste]] 
 +  * [[:z1013:erweiterungen:reset]] 
 +</WRAP>
  
-=== 3.3.1. Anschluss ===+===== 3.3 Speichereinheiten ===== 
 + 
 +==== 3.3.1. Anschluss ====
  
 Der Anschluss der Speicherschaltkreise ist abhaengig vom Typ. Der Anschluss der Speicherschaltkreise ist abhaengig vom Typ.
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-==== 3.4. Ein- und Ausgabebaugruppen ====+===== 3.4. Ein- und Ausgabebaugruppen =====
  
-=== 3.4.1. Parallel E/A-Baustein U 855 PIO ===+==== 3.4.1. Parallel E/A-Baustein U 855 PIO ====
  
 Im MRB Z1013 kommt ein Baustein U 855 zum Einsatz. Ein Teil Im MRB Z1013 kommt ein Baustein U 855 zum Einsatz. Ein Teil
 davon wird von den E/A-Baugruppen des Z1013 selbst genutzt davon wird von den E/A-Baugruppen des Z1013 selbst genutzt
-(s. 3.4.2., 3.4.3.). Ueber den anderen Teil koennen Sie frei +(s. 3.4.2., 3.4.3.). Über den anderen Teil können Sie frei 
-verfuegen. +verfügen. 
  
-  * ** /M1 (E)**\\ Mit aktiven Ml bei nicht aktiven RD und IORQ wird die PIO in einen definierten Anfangszustand zurueckgesetzt. Geschieht dies nicht, arbeitet die PIO unkontrolliert. Anschliessend muss die Initialisierung erfolgen. Ausserdem synchronisiert dieses Signal in Verbindung mit IORQ die Interruptbehandlung durch die CPU. Damit beide Funktionen gewaehrleistet werden koennen, muss dieses M1 aktiv bei aktivem RESET der CPU oder bei Aussendung des CPU-M1 sein. Diese ODER-Verknuepfung wird durch die Bildung des /PM1 realisiert, welches an das PIO-M1 angeschlossen wird. +  * ** /M1 (E)**\\ Mit aktiven Ml bei nicht aktiven RD und IORQ wird die PIO in einen definierten Anfangszustand zurückgesetzt. Geschieht dies nicht, arbeitet die PIO unkontrolliert. Anschließend muss die Initialisierung erfolgen. Außerdem synchronisiert dieses Signal in Verbindung mit IORQ die Interruptbehandlung durch die CPU. Damit beide Funktionen gewährleistet werden können, muss dieses M1 aktiv bei aktivem RESET der CPU oder bei Aussendung des CPU-M1 sein. Diese ODER-Verknüpfung wird durch die Bildung des /PM1 realisiert, welches an das PIO-M1 angeschlossen wird. 
-  * **/IEI (E)**, **/IEO (A)**\\ Hiermit werden die Prioritaeten bei der Behandlung von Unterbrechungsanforderungen durch Bildung einer Prioritaetskette (daisy chain).<code>         _______________         _______________+  * **/IEI (E)**, **/IEO (A)**\\ Hiermit werden die Prioritäten bei der Behandlung von Unterbrechungsanforderungen durch Bildung einer Prioritätsaktie (daisy chain). 
 + 
 +<a2s> 
 +        #---------------#       #---------------#
         | E/A-Baugruppe |       | E/A-Baugruppe |         | E/A-Baugruppe |       | E/A-Baugruppe |
         |       1       |       |       2       |         |       1       |       |       2       |
-5P -----| IEI       IEO |-------| IEI       IEO |----> +5P -----# IEI       IEO #-------# IEI       IEO |----> 
-         ---------------         ---------------</code>Die in einer solchen Kaskade am weitesten links stehende Baugruppe hat den groessten Vorrang. Wird an dieser E/A-Einheit eine Unterbrechung angemeldet, dann wird diese Kette unterbrochen (der Schalter oeffnet), so dass fuer die nachfolgenden Einheiten ein Interrupt gesperrt ist.\\ Intern besitzt das Tor A gegenueber Tor B hoehere Prioritaet. +        #---------------#       #---------------# 
 +</a2s> 
 + 
 + 
 + 
 +Die in einer solchen Kaskade am weitesten links stehende Baugruppe hat den grössten Vorrang. Wird an dieser E/A-Einheit eine Unterbrechung angemeldet, dann wird diese Kette unterbrochen (der Schalter öffnet), so dass für die nachfolgenden Einheiten ein Interrupt gesperrt ist.\\ Intern besitzt das Tor A gegenüber Tor B höhere Priorität. 
  
 == 3.4.1.2. Programmierung == == 3.4.1.2. Programmierung ==
  
 Am Beispiel der im MRB Z1013 verwendeten E/A-Tore soll die Am Beispiel der im MRB Z1013 verwendeten E/A-Tore soll die
-Bildung der Auswahladresse erlaeutert werden. Fuer die Ergaenzung der Chip-select Signale wird ein Dekoder A27 eingesetzt, der mit dem E/A-Anforderungssignal die ersten acht +Bildung der Auswahladresse erläutert werden. Für die Ergänzung der Chip-select Signale wird ein Dekoder A27 eingesetzt, der mit dem E/A-Anforderungssignal die ersten acht 
-Ausgaenge freigibt. Die Festlegung der jeweiligen aktiven +Ausgänge freigibt. Die Festlegung der jeweiligen aktiven 
-IOSEL-Leitung erfolgt dann mit den Adressen A2, A3 und A4. Mit dem im vorigen Abschnitt zu den 0/13 SEL- ;4nd B/ASEL- +IOSEL-Leitung erfolgt dann mit den Adressen A2, A3 und A4. Mit dem im vorigen Abschnitt zu den C/D SEL- und B/A SEL- 
-Signalen gesagten ergibt sich folgende Adreseverteilung:+Signalen gesagten ergibt sich folgende Adressverteilung:
  
 <code>ADR:    7  6  5  4  3  2  1  0 <code>ADR:    7  6  5  4  3  2  1  0
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                          - Steuerwort: 01H                          - Steuerwort: 01H
     Tor B (Systemport)   - Daten:      02H     Tor B (Systemport)   - Daten:      02H
-                         - Steuerwort: 03H</code>+                         - Steuerwort: 03H 
 +</code>
  
-Im Z1013 sind diese Adressen nicht eindeutig, da die Adressbits A7, A6, A5 auch 111 sein koennten. Da diese nicht ausgewertet werden, spielt das aber keine Rolle.+Im Z1013 sind diese Adressen nicht eindeutig, da die Adressbits A7, A6, A5 auch 111 sein könnten. Da diese nicht ausgewertet werden, spielt das aber keine Rolle.
  
                      
-=== 3.4.2. Tastaturanschluss ===+==== 3.4.2. Tastaturanschluss ====
  
 Elektrisch stellt die Tastatur nichts anderes als eine Matrix Elektrisch stellt die Tastatur nichts anderes als eine Matrix
 von Schaltern in folgender Anordnung dar: von Schaltern in folgender Anordnung dar:
 +
 +{{ :z1013:schema_tastatur.gif? |}}
  
 Die Zeilen dieser Anordnung sind mit den Widerstaenden R11 Die Zeilen dieser Anordnung sind mit den Widerstaenden R11
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 Der Z1013 benutzt den sogenannten ASCII-Kode (s. Anlage 7). Der Z1013 benutzt den sogenannten ASCII-Kode (s. Anlage 7).
  
-=== 3.4.3. Magnetbandanschluss ===+<WRAP center round info 60%> 
 +Die originale Flachfolientastatur besitzt eine alphabetische Anordnung der Tasten mit 4 Shift-Ebenen. Die Abfrage der Tastatur und die Umsetzung in ASCII-Code ist in meinem Monitorlisting ausführlich erläutert. [[:z1013:software:monitor|]] und [[:z1013:software:monitor:riesa202|Listing]].
  
-Von der auf der Leiterplatte installierten PIO wird eine Bitleitung (PB 7) zur Ausgabe eines seriellen Datenstromes ge- +Bei vielen Z1013 ist eine größere Tastatur im Einsatz. S. dazu [[z1013:erweiterungen:tastatur|]] 
-nutzt. Die erforderliche Parallel/Serienwandlung wird softwarenaessig realisiert. Das ausgegebene Signal wird ueber +</WRAP>
-einen Spannungsteiler R27/28 zur Pegelanpassung abgeschwaecht; +
-mit einem Kondensator C1.9 werden die Flanken verrundet, damit ein etwa sinusfoerniges Signal in Magnetbandgeraet aufgezeichnet werden kann.+
  
-Das Ausgangssignal eines Magnetbandgeraetes wird gleichspannutigsfrei einem Operationsverstärker A48 zugefuehrt. Das +{{ :z1013:erweiterungen:folientastatur.jpg? |}}
-auf TTL-Pegel verstaerkte Signal wird an einen Anschluss der +
-PIO (PB 6) geleitet, Durch entsprechende Software wird dieser +
-Anschluss staendig abgefragt und aus dem ankommenden seriellen Datenstrom durch Serien/Parallelwandlung die urspruengliche Information wieder zurueckgewonnen.+
  
-=== 3.4.4. Bildschirmsteuerung ===+==== 3.4.3. Magnetbandanschluss ==== 
 + 
 +Von der auf der Leiterplatte installierten PIO wird eine Bitleitung (PB 7) zur Ausgabe eines seriellen Datenstromes genutzt. Die erforderliche Parallel/Serienwandlung wird softwaremäßig realisiert. Das ausgegebene Signal wird über 
 +einen Spannungsteiler R27/28 zur Pegelanpassung abgeschwächt; 
 +mit einem Kondensator C1.9 werden die Flanken verrundet, damit ein etwa sinusförmiges Signal in Magnetbandgerät aufgezeichnet werden kann. 
 + 
 +Das Ausgangssignal eines Magnetbandgerätes wird gleichspannungsfrei einem Operationsverstärker A48 zugeführt. Das 
 +auf TTL-Pegel verstärkte Signal wird an einen Anschluss der 
 +PIO (PB 6) geleitet. Durch entsprechende Software wird dieser 
 +Anschluss ständig abgefragt und aus dem ankommenden seriellen Datenstrom durch Serien/Parallelwandlung die ursprüngliche Information wieder zurückgewonnen. 
 + 
 +<WRAP center round info 60%> 
 +s.a. [[z1013:informationen#tape-anschluss|]] Tipp 1 
 +</WRAP> 
 + 
 + 
 +| 1 Ausgabe\\ 2 Masse\\ 3 Eingabe\\ 4 Ausgabe\\ 5 Eingabe  | {{:z1013:handbuecher:x5back.gif}}  | 
 +==== 3.4.4. Bildschirmsteuerung ====
  
 Die Bildschirmsteuerung wandelt die vom Rechner auszugebende Die Bildschirmsteuerung wandelt die vom Rechner auszugebende
Zeile 296: Zeile 330:
 ist in der Anlage 8 schematisch dargestellt. ist in der Anlage 8 schematisch dargestellt.
  
-==== 3.5.  Stromversorgung ====+===== 3.5.  Stromversorgung =====
  
 Fuer den Betrieb des MRB Z1013 sind drei verschiedene Versorgungsspannungen noetig. Fuer den Betrieb des MRB Z1013 sind drei verschiedene Versorgungsspannungen noetig.
Zeile 323: Zeile 357:
 stabilisierte Spannung der Basis eines Transistors V2 zugefuehrt. Dadurch ist am Emitter dieses Transistors eine stabilisierte Spannung verfuegbar, die staerker belastet werden kann. stabilisierte Spannung der Basis eines Transistors V2 zugefuehrt. Dadurch ist am Emitter dieses Transistors eine stabilisierte Spannung verfuegbar, die staerker belastet werden kann.
  
-==== 3.6. Bussystem ====+===== 3.6. Bussystem =====
  
 Die wichtigsten Signale des Mikrorechners Z1013 sind an den Die wichtigsten Signale des Mikrorechners Z1013 sind an den
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 | X6: | HP-Ausgang des Modulators (Koaxialbuchse) | | X6: | HP-Ausgang des Modulators (Koaxialbuchse) |
  
-Die genaue Zuordnung der einzelnen Signale zu den jeweiligen Anschluessen ist der Anlage 6 zu entnehmen.+Die genaue Zuordnung der einzelnen Signale zu den jeweiligen Anschluessen ist der Abblidung aus Anlage 6 zu entnehmen: 
 + 
 +{{:z1013:steckverbinderbelegung.gif?|}} 
 + 
 + 
  
  • z1013/hardware.1321859625.txt.gz
  • Zuletzt geändert: 2011/11/21 07:13
  • von volkerp