Rakensin tietokoneen keväällä 1976

(Elektroniikka /1976)

Taskulaskimesta korvike teletypelle

Lauri Gröhn

(Elektroniikka /1976)

Taskulaskimesta korvike teletypelle

Lauri Gröhn

”Tässä se on: jokamiehen tietokone.”

Mikroista myydään opiskelu ynnä muuhun käyttöön minimiversioita, joissa yhdellä kortilla on kaikki olennainen verkkolaitetta ja syöttö- ja tulostuslaitetta lukuunottamatta. Tällaisessa kortissa on monitori-ROM, johon sisältyy teletypen kanssa kommunikoimiseen tarvittava ohjelma. Teletypen avulla voidaan tutkia muistia, muuttaa sitä jne. Mikroja saa alta viiden sadan, mutta teletype vaatisi useamman tuhannen markan sijoituksen. Seuraavassa kerrotaan, miten tavallisesta nelilaskimesta voidaan rakentaa teletypen korvike. Tarvittavien lisäkomponenttien hinta on noin sata markkaa. Prototyyppi on rakennettu Nationalin SC/MP Introkitin yhteyteen, jolloin kytkennät on voitu tehdä prosessorikortin tyhjäksi jääneeseen puoliskoon.

Laitteen lohkokaavio on esitetty oheisessa kuviossa. Laitteessa tarvitaan näppäimet heksadesimaalimerkeille ja lisäksi ohjausmerkeille, joita SC/ MP Introkitissä on neljä:

M näyttää j a/tai muuttaa muistipaikan sisällön,
T listaa muistin annetusta muistipaikasta lähtien,
G siirtää komennon monitorista käyttäjän ohjelmaan ja
CR on päätösmerkki.

Tarvittavien näppäinten minimimäärä on 19, koska laskintoteutuksessa ei listauskomennolla ole käyttöä. Paras näppäimistö on sellainen, jossa näppäinten alla on pelkkä painokytkentälevy, ilman mitään foliota tai vastaavia. Tällöin laskimen levyn voi korvata itse valmistetulla kytkentälevyllä, jossa jokaisella näppäimellä on oma signaalireittinsä levyn reunaan.

Koska teletype käyttää ASCII-koodia, pitää näppäimen painalluksella saada vastaava rinnakkaismuotoinen koodi rinnakkaissarjamuuntimelle. Tämä ASCII-muunnos on prototyypissä toteutettu diodimatriisilla. Diodien määrää pienentää se seikka, että käytetyillä merkeillä ASCII koodin vähemmän merkitsevästä päästä viides ja kuudes bitti ovat identtiset. Monitoriohjelma ei myöskään vaadi pariteettibittiä. Kosketinvärähtelyt poistetaan pienellä viiveellä, jonka jälkeen rinnakkaissarjamuunnin vasta ladataan.

Asynkroninen tiedonsiirto on toteutettu kellolla, jonka prosessorilta tuleva aloituspulssi hipaisee käyntiin yhdeksän kellopulssin ajaksi. Kun prosessori odottaa merkkiä näppäimistöltä, testaa ohjelmasilmukka aloituspulssin saapumista. Löydettyään sen ohjelma odottaa vielä 4,5 millisekuntia, jonka jälkeen prosessori lähettää ulos aloituspulssin kaiun ja kaiuttaa seuraavat bitit 9,09 millisekunnin välein. Tiedonsiirtonopeus on 110 baudia.

Sarja rinnakkaismuunnin syöttää sopivana ajanhetkenä ASCII-koodin neljä alinta bittiä dekooderin muistiin, jolloin yksi dekooderin annoista aktivoituu. Tämä vaihe sujuu mutkattomasti, koska. numeroille 0 9 kyseiset bittikuviot ovat suoraan BCD koodia. Merkki A koodautuu ykköseksi, B kakkoseksi jne. Siirtorekisteriin talletetaan jokaista saapunutta merkkiä vastaava ykkös- tai nollabitti sen mukaan onko kyseessä numero vai kirjainmerkki. Monitoriohjelma voi lähettää aikaisemmin mainittujen merkkien lisäksi myös seuraavat merkit:

– tavuviiva, prosessori odottaa komentoa,
? kysymysmerkki, näppäimistöltä tullut laiton merkki,
SP välilyönti ja LF rivinsiirto.

Laskimen näytön ohjaus on toteutettu siten, että , CR ja M nollaavat näytön. Dekooderin merkkejä ? ja LF vastaavat annot on jätetty kytkemättä. Haluttaessa voi useita dekoodereita kytkeä rinnakkain, jolloin mikroprosessorilla voisi ohjata esimerkiksi funktiolaskinta. Pientä hankaluutta tuottaa välilyönti SP, joka tulostuu prosessorin lähettämän osoitteen ja datan väliin, sotkien näytön selvyyttä ja vieden yhden numeropaikan. Tämän merkin pääsy dekooderiin estetään muutaman logiikkaportin avulla käyttäen hyväksi ASCII koodin yli bittejä.

Koska nelilaskin ei pysty näyttämään (ilman erikoisjärjestelyjä) heksadesimaalimerkkien ylimpiä numeroita, on käsitellyssä laitteessa tulostus hoidettu siten, että A on korvattu merkillä 1. (yksi piste), B on korvattu merkillä 2. jne. Kun teletype kirjoittaa 201A BD saadaan vastaava tieto laskirnelle muodossa 2011.2.4.
Käytännössä tämä menettely on osoittautunut täysin riittäväksi.

Tavallinen laskinpiiri lähettää strobe pulssin näppäimistölle todetakseen mahdolliset painallukset. Kuvatussa systeemissä viedään nämä pulssin AND portteihin, joiden toista ottoa ohjataan dekooderilla. Tällä tavoin pystytään elektronisesti nappäilemään laskinta. Jotta kaksi peräkkäistä samaa merkkiä saataisiin laskinpiirille, täytyy dekooderi nollata jokaisen merkin välillä. Siirtorekisterin rinnakkaisannoilla puolestaan ohjataan näytön desimaalipisteitä laskimen multipleksauspulsseja hyväksi käyttäen.

Laskimissa on kosketinvärähtelyjen poistamiseksi olemassa kullekin laskimelle tyypillinen minimiaika, jonka verran näppäimen on oltava alhaalla, jotta painallus hyväksytään. tämän vuoksi eivät hitaimmat laskimet sovellu esitettyyn käyttöön. Laskimen on pystyttävä 90 millisekunnin (SC/ MP lähettää vain yhden lopetuspulssin) aikana kirjaamaan prosessorilta tuleva merkki ja tähän samaan aikaväliin täytyy mahduttaa vielä riittävä dekooderin nollana pysymisaika. Prototyypissa on käytetty CM0S-logiikkaa, mikä suo väljyyttä laskimen jännitetasoille. Laskimia, joissa on putkinäyttö on hankalampi käyttää, koska niiden käyttämät jännitteet ovat melko korkeita.

Periaatteessa riittää, kun laskimen näytössä on 6 numeroa, jolloin esiin saadaan 4 osoitemerkkiä ja 2 datamerkkiä. Uutta dataa kirjoitettaessa on näytössä kuitenkin jo valmiina kuusi merkkiä (osoite ja vanha data). Kuuden numeron näyttö täytyisi tällöin ulkoisesti (Ylimääräisellä näppäimellä) nollata. Tämän vuoksi kahdeksan numeron näyttö on sopivin. Mitä laskimen käytöllä mikroprosessorin syöttö ja tulostuslaitteessa sitten voitetaan? Laskimesta saa näppäimistön näytön, näyttömuistin ym. jopa 35 markalla.

(PS. SC/MP Introkitin kellotaajuus on 1 Mhz, RAM 256 tavua ja käyttöjärjestelmä on 512-tavun ROM:lla)

”Lohkokaavio nelilaskimen käytöstä valmisprosessorin syöttö- ja tulostuslaitteena”

grohn

Asun Nauvossa, Bryssel 97-04. Tutkinto: teoreettinen fysiikka. Työura: Yliopisto (kurssiassistentti 2v.), iltaoppikoulu, Ollituote, Kone, Telefenno, Telenokia, Tekes 84-97 (erikoistutkija, konsultti, Euro-infon päällikkö), yrittäjä Bryssel, Euroopan komissio (puiteohj.). Yrittäjä 05-17. Rakensin kotona tietokoneen 76. Skepsis ry:n siht. 91-92, pj. 93. Kehitin 1997 (Psion) ja 2001-2015 (pc/mac) ohjelman, joka muuttaa valokuvat musiikiksi: http://www.synestesia.com/cd05/2005.html

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu