Лидеры

Сделано в СССР. Как-то при поиске потребовавшихся мне для какого-то ремонта техники деталек, я нашел в своих закромах две платки, которые провалялись без дела лет 20, и вспомнил такую историю из своей прошлой жизни. В советские времена было очень популярно самим делать различные электронные поделки. Благо образование многим позволяло, руки были не кривые и присутствовал дефицит «товаров народного потребления». Причем спектр конструкций был очень широким – от самодельных квадро усилителей и виниловых вертушек с тангенциальным тонармом, до индикаторов роения пчел в улье и автоматических выключателей света в туалете. Особенно популярными были всевозможные электронные часы, а те которые были сделаны на индикаторах тлеющего разряда(ИН12 –ИН15 и тд) переживают сейчас реинкарнацию. В основном детали добывались на предприятиях оборонной промышленности, конструкции описывались на страницах журнала «РАДИО», и начинался всесоюзный поиск каких-нибудь дефицитных микросхем, например К284СС2( основа самопального шумоподавителя по системе Долби для магнитофона, опубликованного в журнале «РАДИО» в году 1976). Но некоторые разработки шли в народ прямо из лабораторий различных НИИ и заводских КБ, минуя широкую огласку, и тем самым, придавая вещам большую оригинальность и, как сейчас говорят, эксклюзивность. Вот такая игрушка была сделана мною в начале 1986г – мелодичный квартирный звонок на процессоре К580ВМ80 (советский аналог интеловского 8-ми разрядного процессора 8080). Причем в звонке было запрограммировано 24 мелодии, и при каждом нажатии кнопки дверного звонка звучала разная мелодия, выбираемая по случайному закону. В то время в быту еще широко использовалась ламповая техника, однокристалок не было и в помине, и эта игрушка казалась мне чем-то космическим и очень оригинальным. Документацию (схему и прошивку в виде микросхемы К573РФ5) дал мне один знакомый, который работал на киевском НПО КРИСТАЛЛ, где делали и процессоры и РФки. Как потом выяснилось, там и придумали эту игрушку. Сам Бог велел молодым людям в Киевском НИИ Микроприборов делать что-то для себя – элементная база есть, документация есть, средства разработки – рабочий инструмент всегда под руками, программатор ПЗУ – не проблема, свободное от работы рабочее время тоже было. Грех не воспользоваться. А часы уже к тому времени набили всем оскомину. Поэтому дверной звонок на микропроцессоре казался очень оригинальным. Мелодии были двух типов: детские песни из мультфильмов и популярные шлягеры того времени. ПЗУ забили мелодиями до отказа. Сама программа занимала байт 100, остальное (около 1,8Кбайт) – мелодии. Я на скорую руку сделал платку, при этом умудрился зеркально установить тактовый генератор К580ГФ24, но желание поскорей услышать, как работает настоящий микропроцессор, не дало мне шансов на устранение ошибки. Звонок было очень удобно установить в корпусе трансляционного громкоговорителя, используя и динамик и регулятор громкости. Единственное неудобство было в необходимости использования дополнительной кнопки на самом громкоговорителе для принудительного отключения питания, если процессор вдруг зависнет, и кнопка звонка должна быть обязательно подключена двумя отдельными проводами. К счастью у меня уже был опыт работы с процессором ( я к тому времени с большим трудом сделал первую радиолюбительскую машинку МИКРО 80), поэтому при исправном ПЗУ звонок не сразу, но заработал. На гостей производило неизгладимое впечатление - некоторые бегали назад и нажимали кнопку несколько раз. Звонок проработал на квартире у родителей примерно до 2000 г., потом что-то сломалось в блоке питания, мне чинить было лень, поскольку я там уже не жил. Да и интересы уже были совсем другие… Звонок я снял, вместо него поставил какую-то китайскую дрянь, «брехунець» использовал по прямому назначению, а платы закинул в дальний ящик. Документацию на звонок, ввиду не большой ценности, я за эти годы потерял, и уже почти забыл об этом эпизоде из моей жизни, как нечаянно нашел в хламе платки и вспомнил эту историю. Мне очень захотелось включить это устройство и вспомнить атмосферу молодости. По плате я восстановил принципиальную схему звонка: При анализе схемы звонка я обратил внимание на то, как изящно разработчики решили проблему минимизации аппаратных затрат. Суть проблемы данной разработки: К580ВМ80 – это не однокристалка, а центральный процессор для микро-ЭВМ (причем не самый совершенный – потому, что один из первых). И поэтому надо учитывать даже для такого простого применения, как квартирный звонок надо использовать доп. оборудование в виде дешифраторов адреса ПЗУ, организовывать порты вывода, программно делать генератор случайного числа, как-то обходить отсутствие контроллера системной шины. При написании программы не пользоваться стеком, так как нет ОЗУ, а только три регистровых пары, не считая регистра-аккумулятора. Собственно для встраиваемых применений и были разработаны первые однокристальные ЭВМ(INTEL 8048, советский аналог К1810ВЕ48), у которых на борту имелись порты ввода-вывода, таймеры, ПЗУ, небольшое ОЗУ, примитивная система аппаратных прерываний, одно питание, встроенный тактовый генератор. У К580ВМ80 всего этого нет, и поэтому разработчикам игрушки надо было как-то выкручиваться. Пришлось применить микросхему формирователя тактовых последовательностей К580ГФ24(INTEL 8224), это оправдано спецификой процессора. Он достаточно чувствительный к временной диаграмме тактовых фаз, к тому же с амплитудой 12В. При этом в К580ГФ24 была уже встроенная схема формирования сигнала СБРОС. Самое интересное, что вместо кварца в данном случае прекрасно работает конденсатор 8,2 пФ. А вот порты вывода придуманы остроумно – сигнал мелодии формируется двумя командами: разрешить прерывание и запретить прерывание. Таким образом, на выходе INTE процессора можно устанавливать лог 1 или лог 0. Вводя межу этими командами различную во времени задержку, можно было генерировать на выводе разрешения прерывания INTE различные мелодии. Команда на выключение питания после отработки мелодии подается по команде процессора HALT(видимо в команде разработчиков Интела были немцы), на выходе процессора WAIT при этом формируется высокий уровень и реле выключает питание. Кнопка звонка подключена параллельно контактам реле, которые в свою очередь включены в разрыв первичной обмотки трансформатора питания. Дешифратор ПЗУ сделан при помощи одного адресного вывода А15, когда там 0(а процессор ВМ80 начинает выполнять команды с нулевого адреса) то ПЗУ подключено к шине данных, при обращении к адресам выше 32767-го ПЗУ переводится в 3-е состояние. Это сделано для того, что бы по шине данных D0 можно было бы принимать сигнал от аппаратной части генератора случайного числа, собранной на транзисторе VT1. Генератор случайного числа работает следующим образом. Программно организованный счетчик номера мелодии с нуля в цикле увеличивает на 1 свое состояние, и на каждом шаге приращения содержимого счетчика проверяется состояние разряда D0 при этом на адресном разряде A15 устанавливается лог 1 . Транзистор VT1 через резистор R5 открыт и на входе D0 присутствует высокий лог уровень через резистор R4, при этом конденсатор С2 постепенно заряжается от переменного напряжения через диод VD3 , и резисторы R3 и R5 противодействуя заряду конденсатора С1. В момент закрытия транзистора ( сигнал сброса уже доложен пройти) на линии данных D0 появляется логический уровень 0, счетчик останавливается при этом, успев многократно переполниться, и оставшееся число в счетчике используется в качестве номера воспроизводимой мелодии. Но поскольку каждый раз при включении фаза питающего напряжения приобретает случайное значение, напряжение в сети может колебаться, то и номер мелодии будет случайным, поскольку конденсатор С2 каждый раз будет заряжаться до отпирающего напряжения за разные промежутки времени относительно сигнала сброса. Метод конечно капризный и нестабильный, но достаточно просто реализуем аппаратно. При этом, как оказалось впоследствии, не все мелодии были равновероятны. Но за все нужно платить, как известно. Это и было расплатой за простоту реализации. При подключении питания звонок заработал сразу, и я услышал давно забытые мелодии для «СДЕЛАНО В СССР 8407» . В завершении хочу заметить, что один мой знакомый уже в конце 80-х во время кооперативного бума захотел попробовать выпускать этот звонок серийно, но его время уже ушло, появились КМОП однокристалки 1830ВЕ51(INTEL80C51), пик-контроллеры со сверхмалым токопотреблением, позволяющие делать звонок на двух пальчиковых батарейках и одной микросхеме. Так, что коммерческого успеха это мероприятие не могло иметь в принципе. Но мой товарищ был настырный, и опытный образец все же был изготовлен, я даже из пижонских соображений воткнул туда настоящую интеловскую I2716 и процессор TMS8080A от техас инструмента, но до серии дойти это просто не могло по соображениям рентабельности. И этот макет у меня так и остался. При проверке оказался тоже работоспособным. Благодаря наличию панельки я проверил свои запасы старых процессоров К580ИК80(5шт.) - все оказались исправными. «Коммерческая» плата была разведена без ошибок, имела отличную от моей топологию, и довольно качественную для тех времен металлизацию отверстий. Единственное, что мне не понравилось в этой плате – это слишком тонкие дорожки, особенно по питанию. Но, как ни странно, работает. Но все же мне было очень приятно убедиться, что спустя 35 лет ультрафиолетовое ПЗУ не развалилось, и процессор с надписью «СДЕЛАНО В СССР 1984г» оказался работоспособным. Да и инженеры того времени были далеко не дураки, сумев сделать, развлечения ради, из верёвочной петли и палки программно управляемое, оригинальное на то время, устройство.