Описание принципиальной схемы.

Принципиальная электрическая схема контроллера НГМД приведена на рис. 7. В нем можно выделить несколько функциональных узлов:

Взаимосвязь контроллера и компьютера осуществляется через порты А, В и С параллельного интерфейса DD1. Канал А, занимающий в адресном пространстве адрес F000H, программируется на вывод из ПЭВМ в контроллер записываемого байта. Канал В, имеющий адрес F001H, запрограммирован на ввод из контроллера в компьютер следующих сигналов:

Линии РВ0, РВ1 и РВ2, показанные на схеме штрихами, в этой версии контроллера не задействованы.

По линиям порта С, имеющего адрес F002H, контроллеру передаются управляющие сигналы:

Работу контроллера НГМД удобно рассмотреть отдельно в режимах записи и считывания байта данных.

Режим записи включается низким уровнем линии РС0(вывод 14 DD1). При этом НГМД переводится в режим "Запись" (активен сигнал WRDATA). Записываемый байт заносится в порт А и его восьмиразрядный код поступает на вход многофункционального регистра DD2. Управление режимом работы этого регистра осуществляется битовым счетчиком DD9 и дешифратором DD10. После записи предыдущего байта, счетчик находится в состоянии сброса, и на всех его выходах присутствуют сигналы логического нуля. При таком состоянии входных сигналов дешифратор DD10 на выводе 7 формирует сигнал логического нуля, который совместно с низким уровнем на выводе 2 элемента DD17.1 разрешает запись параллельного кода в регистр DD2. При любом другом состоянии счетчика регистр переводится в режим сдвига.

Низким уровнем РС0 на элементе DD13. 4 блокируется канал считывания информации с НГМД RDDATA. Логический нуль, поступающий на входы S триггера DD11.1 после инвертирования элементом DD14.1 сигнала блокировки, устанавливает логическую единицу на выводе 5 триггера DD11.1. Через инвертор DD14.3 на входы сброса счетчиков DD7 и DD8 поступает сигнал низкого уровня, что обеспечивает их непрерывную работу. Сигналы, снимаемые с 8 и 9 вывода счетчика DD8, на элементах DD14.4,DD15.1, DD15.2 формируют соответственно последовательности ИСС и ИСД. Импульс ИСД после инвертирования элементом DD14.6 поступает на тактовый вход регистра DD2. При поступлении тактового импульса происходит сдвиг вправо параллельного кода, записанного в регистр, и на выводе 20 появляется очередной бит этого кода. Сигналы записи формируются элементами DD13.1,DD13.2 и DD13.3. В момент действия высокого уровня ИСД на выводе 2 DD13.1 присутствует записываемый бит. Через элементы DD13.1 и DD13.2 бит поступает на вход буферного усилителя DD6, а затем и на линию сигнала записи НГМД ( WRDATA). Согласно временной диаграмме, приведенной на рис. 8, сигнал ИСС находится в это время в состоянии логического нуля. Поэтому прохождение сигналов через элемент DD133 запрещено. После того, как сигнал ИСД перейдет в состояние логического нуля, прохождение информационного бита на запись через элемент DD13.1 станет невозможно. При активном уровне ИСС через открытые элементы DD13.3, DD13.2 и буфер DD6 на линию WR DATA поступит логическая единица, сформированная на выводе 12 дешифратора DD10. Таким образом, в момент действия ИСД на линию записи НГМД будут поступать информационные биты, а в момент действия ИСС - единичные синхробиты. Подсчет количества записанных бит ведет счетчик DD9. После прохождения восьмого импульса ИСД его выводы перейдут в нулевое состояние, что вызовет установку триггера готовности: на выводе 9 DD12.2 появится логическая единица. Состояние триггера готовности программно опрашивается ДОС по линии РВ7. При обнаружении единицы в этом разряде ПЭВМ запишет новый байт в порт А DD1 (адрес F000H), при этом на элементах DD15.4, DD16.4, DD16.1, DD16.2 сформируется сигнал сброса триггера готовности.

Для синхронизации контроллера в режиме считывания перед записью полезной информации на диске размещаются синхробайты. Их формирование производится при низком уровне сигнала на линии РС6 DD1. В порт А записывается число 6. Низкий уровень РС6 запрещает при записи числа на диск выдачу предпоследнего синхробита за счет низкого уровня, вырабатываемого в этот момент дешифратором DD10 на выводе 12. Формат синхробайта показан на рис. 9.

Режим считывания контроллера включается высоким уровнем сигнала РС0 DD1. Этот сигнал разрешает поступление сигналов считывания через элемент DD13.4, запрещает режим параллельной загрузки кода регистра DD2, а также переводит НГМД в режим "Чтение". За работой контроллера в режиме считывания удобно проследить по временной диаграмме, приведенной на рис. 10.

Сигналы считывания, поступающие в контроллер НГМД с линии RDDATA, имеют инверсный вид, что отражено на диаграмме. Первый считанный синхроимпульс устанавливает триггеры DD11.1 и DD11.2 в единичное состояние. При переключении триггера DD11.1 на элементах R1, C1, DD14.3 формируется короткий импульс сброса счетчиков DD7 и DD8, в результате чего тракт считывания приводится в исходное состояние. Эта процедура повторяется с приходом каждого синхробита, то есть происходит битовая синхронизация схемы.

Через 2 мкс триггер DD11.2 фронтом импульса ИСС сбрасывается. Импульс данных, если он присутствует в сигнале считывания, повторно устанавливает DD11.2 в единицу, а передний фронт ИСД переписывает состояние этого триггера в триггер промежуточного хранения бита DD12.1 и сбрасывает триггер DD11.1, подготавливая его для приема следующего синхроимпульса. По спаду сигнала ИСС происходит сдвиг регистра DD2, на последовательный вход которого (вывод 2) поступает считанный бит из триггера DD12.1. Битовый счетчик DD9 после приема восьмого бита устанавливает через дешифратор DD10 триггер готовности DD12.2 и производит запись принятого байта в регистр DD3. ПЭВМ, также как и в режиме записи, опрашивает линию готовности РВ7 и, при обнаружении логической единицы, производит чтение байта из регистра DD3 (адрес F004H), разрешение выбора которого формируется элементами DD14.2, DD17.2 и DD14.5. При этом триггер готовности автоматически сбрасывается.

Узел считывания функционирует таким образом, что если через 10 мкс после приема синхробита контроллер не обнаружит следующий синхробит, то произойдет сброс битового счетчика высоким уровнем на выводе 6 DD11.1 и ИСС, т. е. схема перейдет к вводу нового байта. Необходимость такого построения определяется рядом причин.

Как видно из приведенного выше алгоритма считывания вся работа схемы привязана к первому синхроимпульсу байта. Однако, где уверенность в том, что первый встреченный магнитной головкой НГМД бит, является синхробитом, а не битом данных? Для точной установки на первый синхробит служат синхробайты, записываемые в начале заголовка и поля данных сектора.

Последовательности ИСС и ИСД сформированы контроллером таким образом, что первый, считанный с диска бит, всегда воспринимается как синхронизирующий. Допустим, что после позиционирования на нужный сектор магнитная головка НГМД начала считывание синхробайта с момента, обозначенного буквой А на рис. 9. Тогда первый считанный бит действительно является синхробитом. Однако через 10 мкс следующий синхробит не поступает, что вызывает начальную установку схемы. Следующий считанный бит, хотя и является битом данных, трактуется контроллером как синхробит. Так как через 10 мкс новый синхробит не поступает, следует повторный сброс. В результате этого контроллер точно настраивается на прием первого синхроимпульса байта, следующего за синхробайтом. Аналогичным образом происходит синхронизация и в том случае, когда первым считанным битом является бит данных (момент В на рис. 9). Таким образом, после считывания синхробайта производится полная байтовая синхронизация устройства. В целях повышения надежности считывания в начале заголовка и поля данных сектора записывается не один, а пять синхробайтов.

Конструктивно контроллер НГМД для "Радио-86РК" представляет собой внешний модуль, подключаемый к компьютеру через слот, который необходимо установить на ПЭВМ. При этом требуется некоторая доработка ПЭВМ. В "Микроше" такой слот уже имеется (разъем "Внутренний интерфейс") и эту ПЭВМ дорабатывать не надо. Контроллер позволяет подключать и обслуживать в качестве внешней памяти один или два НГМД типа ТЕАС, FD55 или его аналоги: ЕС5323.01, ЕС5311 и ЕС5313. Контроллер и НГМД соединяются ленточным кабелем длиной не более 500 мм.

Контроллер потребляет от источника +5 В ток около 300 мА. Для работы НГМД требуются напряжения питания +5 В при максимальном токе 0,9 А и +12 В при токе 0,8 А. Источником напряжения +5 В для НГМД и контроллера может являться источник +5 В ПЭВМ, если он обеспечивает достаточный ток (этот вариант показан на рис. 7). При этом для питания +12 В НГМД необходим отдельный источник, установленный в корпусе НГМД, или оформленный отдельным блоком.

Для надежного переноса данных контроллер желательно питать именно от ПЭВМ. Если используются отдельные источники, то необходимо установить в контроллере напряжение питания точно такое же, как и в ПЭВМ.

Перед первым включением необходимо проверить, установлены ли в НГМД матрицы, резисторов, соединяющие все входные линии к цепи +5 В (они установлены в панельки). Необходимо проверить их номиналы - они должны иметь сопротивление 300-1000 Ом. Если используются два НГМД, эти резисторы должны быть установлены только во втором. Подключение второго НГМД производится к разъему первого параллельно, ленточным кабелем длиной не более 200 мм.

Назначение контактов НГМД и контроллера приведено в табл. 1. Здесь ХТ1 - разъем питания дисковода, ХТ2 - разъем интерфейса дисковода. Напомним, что источник питания +12 В в данной версии - внешний.

Технологическими перемычками НГМД должен быть установлен "логический адрес 0" для первого и "логический адрес 1" для второго НГМД. Перемычками установки логики сигналов "Старт" и "Выбор" необходимо перевести НГМД в режим "Выбор независимо от старта" (если такие установки невозможны, то на разъеме НГМД соедините перемычкой контакты сигналов "Старт" и "Выбор 0" для первого, "Старт" и "Выбор 1" - для второго НГМД). Если в НГМД предусмотрен переключатель питания шагового двигателя, то необходимо перевести его в положение "+12 В".

Доработка "Радио-86РК" сводится к установке дополнительного дешифратора на плате компьютера (см. рис. 11) и разъема (будем называть его как и в "Микроше" - "Внутренний интерфейс"). Это не ухудшит работу ПЭВМ и позволит значительно расширить возможности компьютера. Например, появится возможность в неиспользуемом ранее адресном пространстве разместить дополнительное ОЗУ, ПЗУ с наиболее часто используемыми программами, оформив их в виде отдельных модулей, подключаемых к разъему "Внутренний интерфейс". Разъем должен иметь два ряда с числом контактов в каждом не менее 30. Назначение контактов этого разъема приведено в табл. 2. Нумерация микросхем в ней дана согласно схеме, приведенной в журнале "Радио" ?5 за 1986 год.

Сигналы, отмеченные символом "*", формируются на дешифраторе ( D30), устанавливаемом дополнительно на плате ПЭВМ.

Связи D2/11 и D4/10 с D11/7 разрываются и выполняются в соответствии с рис. 11.

С введением дополнительного дешифратора видоизменяется распределение памяти в области старших адресов (рис. 12). Последний блок адресного пространства (E000- FFFF) делится на 4 части по 2 килобайта каждая. При этом в первой части, выбираемой сигналом CS1 дешифратора, во время записи активизируется контроллер прямого доступа в память D2, а во время чтения - дополнительное ПЗУ, содержащее ДОС.

E000 - E7FF CS1 запись - контроллер прямого доступа, чтение дополнительное ПЗУ (ДОС)
E800 - EFFF CS2 свободен, используется контроллером
F000 - F7FF CS3 свободен, используется контроллером
F800 - FFFF CS4 Монитор

Блоки, выбираемые сигналами CS2 и CS3, полностью свободны и используются только контроллером, а блок CS4 занят МОНИТОРОМ.

Для проверки работоспособности собранный контроллер нужно установить в разъем "Внутренний интерфейс". Во избежание замыканий подсоединение нужно производить при выключенном питании ПЭВМ. Подключите НГМД к контроллеру, удалите из него предохраняющий вкладыш. Включите питание ПЭВМ и НГМД и нажмите клавишу "Сброс". Работоспособность компьютера нарушиться не должна. В противном случае следует внимательно проверить правильность распайки контактов системного разъема, отсутствие сигналов выбора ПЗУ (контакты 18 микросхем DD4, DD5) и регистра DD3 контроллера. Обратите особое внимание на отсутствие замыканий между линиями адреса, данных, RD и WR компьютера. При условии исправности всех микросхем правильно собранный контроллер не требует дополнительных регулировок.

Если старт ПЭВМ происходит без ошибок, наберите на клавиатуре:
GE000
и нажмите "ВК".

На экране появится надпись DOS 2.9", загорится индикатор выбора накопителя на НГМД и включится двигатель, вращающий диск. Через некоторое время на экране появятся сообщения:

NO DISK
А>

Последняя строка содержит приглашение к вводу команд ДОС. Система готова к работе, и пользователь может начинать диалог с ДОС. Правила этого диалога будут рассмотрены в следующей статье, посвященной описанию операционной системы.

Для проверки работоспособности схемы контроллера в режимах записи и чтения используется специальная тестовая программа, машинные коды которой с построчными контрольными суммами приведены в табл. 3 (общая контрольная сумма В152). Эта программа может быть введена в ОЗУ компьютера, а затем сохранена на магнитной ленте для дальнейшего использования. Для тестирования достаточно подключить контроллер с НГМД к ПЭВМ, включить питание компьютера, нажать клавишу "Сброс", ввести и запустить тестовую программу с нулевого адреса. Диск при тестировании не должен находиться в накопителе.

Работа программы может происходить в пяти режимах. Выбор того или иного режима производится нажатием клавиши с соответствующей цифрой. Контроль за работоспособностью узлов схемы ведется с помощью осциллографа.

В первом режиме теста проверяются схема формирования импульсов селекции ИСС, ИСД и сигналы управления НГМД. Необходимо убедиться в соответствии диаграмме на рис. 8 сигналов, сформированных на выводах 3 и 6 DD15. На выводах 2, 5, 6, 9 и 12 DD6 должен присутствовать сигнал логической единицы, а на выводе 15 - логический ноль.

Во втором режиме производится проверка схемы записи контроллера. При этом на запись выдаются только нулевые байты. На выводе 19 DD6 должны присутствовать сигналы записи, сформированные DD13.1, DD13.2 и DD13.3 в соответствии с правилами FM метода. Кроме этого, нужно проверить наличие на выводе 7 дешифратора DD10 сигнала "8 бит", сигнализирующего о подсчете восьми импульсов ИСД счетчиком DD9. Функционирование триггера готовности проверяется путем установки щупа осциллографа на вывод 9 DD12.2. Форма сигнала, снимаемого с этого контакта, должна соответствовать рис. 13.

Третий режим теста аналогичен второму с той лишь разницей, что сигнал на линии WRDATA (контакт 19 DD6) имеет в два раза большую частоту.

Четвертый режим предназначен для проверки правильности работы схемы формирования синхробайта. Сигналы записи, передаваемые на вывод 19 DD6 в этом режиме, должны соответствовать рис. 9.

В пятом режиме производится проверка линий передачи сигналов управления. На контактах 9, б, 13, 5, 7, 4 печатной платы контроллера должны наблюдаться сигналы меандра кратной частоты. Сигнал с самой высокой частотой должен приходить на контакт 9, а с самой низкой - на контакт 4.

На рис. 7 у разъема X1 позиционное обозначение контакта Б21 следует исправить на Б24.

В заключение несколько слов о применяемых радиоэлементах и их заменах. Микросхемы серий К155, К555 могут быть заменены микросхемами с аналогичными функциями серий КМ555 и КР1533, КР580-К580. Все используемые в схеме контроллера резисторы имеют тип МЛТ-0,125, а конденсаторы КМ-56. Вместо них можно установить элементы других типов с идентичным номиналом.

Е. СЕДОВ, А. МАТВЕЕВ

г. Москва

Отсканировано с журнала РАДИО ? 2 1993 г.
Отредактировано Лесных Ю. И. 2002 г.

X