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Informatique pratique - L'interface principale|Science&Vie)Hardware Montages

Comme nous l'avons vu le mois dernier, le “bus” d'un “micro” fonctionne un peu à la manière d'un réseau téléphonique. Notre carte aura donc, pour le bus, une fonction comparable à celle du standard téléphonique d'une entreprise. De plus, elle jouera un rôle de protection contre d'éventuelles fausses manœuvres dans les applications à venir : aucun signal, après avoir traversé notre interface, ne proviendra directement de l'ordinateur.

Tout court-circuit, ou autre erreur de câblage, se soldera, au pire, par une panne de l'interface mais les dégâts n'atteindront en aucun cas la machine. De plus, grâce à notre procédé de câblage, la remise en état de l'interface sera simple : il suffira d'ôter le circuit endommagé de son support et de le remplacer par un neuf.

Enfin nous ramènerons tous les signaux utilisés sur un connecteur unique constitué par un support pour circuit intégré 24 broches. Ceci permettra, pour nos montages futurs de partir d'une base commune car, bien souvent, chaque “micro” possède un câblage de son connecteur arrière qui lui est propre.

De plus, cette solution permettra de laisser votre interface enfichée sur le bus arrière en permanence ; toute appréciation d'enfichage restant délicate en raison du grand nombre de contacts que comporte le connecteur. Les liaisons futures vers les montages que nous vous proposons partiront donc toutes de ce support 24 broches. Un câble sera réalisé à l'aide d'une nappe de fils comportant 24 conducteurs. Le plus simple consistera à l'équiper, à chacune de ces extrémités, d'un convecteur conçu pour une utilisation sur support. Ceux-ci sont disponibles sous deux présentations. Il existe une version à souder, la solution la moins chère, mais délicate à câbler en raison de la proximité des contacts et une version sertissable que l'on posera sur la nappe par simple pression dans un étau. Nous reviendrons plus en détail sur la réalisation de ce câble le mois prochain.

BROCHAGE DE NOTRE CONNECTEUR...
...ET DES CIRCUITS INTÉGRÉS


Ces quelques précisions apportées, étudions le principe de fonctionnement de cette première interface. Avant toute chose nous vous conseillons d'ouvrir le fascicule d'utilisation de votre appareil à la page concernant le câblage de son connecteur arrière. Si vous possédez un ZX spectrum, il s'agit de la page 184 du cours de programmation. Pour un Amstrad ce sera la page 2 de l'appendice V, dans ce dernier cas nous nous intéresserons au schéma du haut (“expansion port, 50 way 0.1 edge connecter”).

Nous utiliserons l'interface soit pour lui faire parvenir des données, soit pour lui en demander. Cependant chaque “micro” utilise déjà, pour ses besoins internes, un certain nombre de ces numéros et, malheureusement ils varient d'un type de machine à l'autre. Sur notre interface nous devrons donc pouvoir choisir le numéro le plus adéquat. Pour ce faire, nous réaliserons un décodeur d'adresse programmable par interrupteurs.

Comme huit contacts pourront être modifiés nous emploierons un interrupteur multiple de dimensions réduites, matériel relativement courant actuellement et parfaitement adapté à notre réalisation. Nous verrons plus loin comment déterminer l'adresse de notre interface grâce à lui.

La valeur ainsi fixée sera en permanence comparée aux adresses présentes sur le bus, et donc appelées par le micro-ordinateur, via un circuit intégré SN 74 LS 688. Ce dernier analysera également le signal IORQ (demande entrée-sortie). Si ce signal a bien pour valeur 0 volt et que l'adresse transmise correspond bien à celle fixée pour l'interface, la “conversation” pourra débuter.

Pour cela les signaux RD (réception de données demandée) et WR (attention envoi de données) présentés par l'ordinateur seront observés afin de déterminer le sens de la conversation. Pour cette première étape nous ne chercherons qu'à faire entrer des informations dans la machine. Donc, bien que le signal WR soit traité, seule la présence de RD provoquera une réponse de l'interface. Le décodeur d'adresse (SN 74 LS 688) activera, grâce au signal issu de sa borne 19, le SN 74 LS 541 utilisé ici comme “buffer”, ou tampon, entre les données à transférer et le bus. Dès lors, l'entrée des données en machine sera effectuée.

Notons que le SN 74 LS 541 se charge d'assurer la synchronisation de l'entrée des données. Ces dernières pourront donc être présentées sur ses entrées à n'importe quel instant sans perturber le fonctionnement du micro-ordinateur. Seule condition pour qu'elles soient effectivement prises en compte : être toujours présentes à l'instant ou le transfert a lieu.

Les deux circuits complémentaires utilisés (SN 74 LS 00 et SN 74 LS32) nous permettront de générer des signaux plus simples (à utiliser pour nos applications futures) que ceux proposés par le bus et piloteront des diodes électroluminescentes de contrôle. Celles-ci donneront une image visible de l'état de l'interface et donc un contrôle de son bon fonctionnement sera ainsi possible.

D2 et D3 indiquent respectivement si le dernier échange de données effectué était un envoi de la part de la machine (écriture), ou, au contraire, une réception (lecture).

D1, quand à elle, précisera si l'ensemble des éléments composant la chaîne de transfert de données est bien actif. Durant le test de ce montage elle restera, dans l'état actuel des choses, allumée, puisque notre interface ne possède
encore aucune information à transmettre.

Attaquons maintenant le câblage. Nous réaliserons, comme nous l'avons dit cette carte en “wrapping”. Aucun schéma de câblage ne sera donc fourni, mais le numéro de chaque liaison à établir est mentionné sur le schéma de principe, à l'exception de celles concernant le connecteur du bus. Il faudra donc avoir recours à votre fascicule d'emploi pour déterminer la position de chaque contact à utiliser. Afin de les identifier facilement, tous les signaux provenant du bus sont indiqués par un cercle et l'abréviation placée à côté correspond au nom standard de chaque signal. Vous devez donc retrouver la même terminologie sur le schéma du connecteur arrière présenté dans le fascicule.

 

Notre interface recto... 

... et verso


Ce point éclairci, la première chose à faire sera, bien évidemment, de vous procurer le connecteur correspondant à votre appareil. Celui-ci sera mis en place sur la plaquette de câblage, ne devant pas comporter de bandes cuivrées mais seulement des pastilles —rappelons-le—, et chacune de ses broches sera soudée afin de garantir une bonne fixation mécanique de l'ensemble.

Dans bien des cas, le connecteur ne devra être fixé tout à fait contre la plaquette mais en laissant un espace d'environ un centimètre. Dans le cas contraire le boîtier de la machine risquerait de venir buter contre les divers composants empêchant ainsi un enfichage correct du montage. Cette opération terminée, les supports pour circuits intégrés seront posés et soudés. Il faudra également mettre en place le support 24 points, utilisé comme connecteur de sortie.

Les diodes électroluminescentes et les résistance prendront place sur la seconde face de la plaque. Elles seront ainsi visible, quel que soit la forme de boîtier de l'ordinateur, une fois l'interface en place. Nous commencerons alors le câblage. Il est conseillé d'établir d'abord les liaisons concernant ' l'alimentation de chaque circuit intégré. Afin de ne pas surcharger notre schéma nous ne les avons pas entièrement représentées, ce pendant, sur chaque circuit intégré, le numéro des bornes d'alimentation a été précisé. Tous les points marqués + 5 volts devront être reliés ensemble puis au + 5 volts du connecteur du “micro”. Il en sera de même pour les connexions concernant le 0 volt. L'ensemble des autres liaisons sera alors réalisé. Afin d'éviter de vous perdre dans ces multiples contacts à établir nous vous conseillons, chaque fois qu'un fil est posé, de le surligner, avec un feutre de couleur par exemple, sur le schéma. Cette pratique devrait éviter bien des problèmes. En ce qui concerne le câblage du support 24 points, il faudra se reporter à son schéma de brochage. Notons que le sens des flèches portées sur le schéma principal indique la direction des signaux. Le câblage devra être réalisé avec grand soin, cette première réalisation constituant la seule protection contre les erreurs de câblage entre le microordinateur et vos réalisations à venir.

Choix de l'adressage de l'interface, mise en route et contrôle

Une fois le câblage entièrement terminé et vérifié il faudra choisir le “numéro d'appel” de notre carte. Comme nous l'avons dit plus haut de nombreuses adresses sont déjà utilisées par le “micro” lui-même. Les adresses libres sont normalement précisées dans le chapitre du fascicule d'utilisation traitant des instructions IN et OUT (page 183 pour le Spectrum, page 7 de l'appendice IV pour l'Amstrad).

Une fois l'adresse choisie, nous la placerons sur les interrupteurs. Chaque interrupteur en position “ON” placera le bit en question à la valeur 0. Par exemple, pour le Spectrum nous avons choisi l'adresse 255. Dans ce cas tous les interrupteurs devront être en position “OFF” puisque 255 correspond aux huit bits en 1.

De manière générale, un numéro d'adresse se porte sur les interrupteurs de la manièue suivante : l'interrupteur 1 correspond à 2 puissance 0 (donc à 1), le second à 2 puissance 1, etc. et le huitième a

2 puissance 7. Nous calculerons donc la position de chaque interrupteur en décomposant le numéro d'adresse choisi en puissances de 2. Autre exemple : choisissons 27 comme adresses. 27 correspond à 2 puissance 4, plus 2 puissance 3, plus 2 puissance 1 plus 2 puissance 0. Donc pour les interrupteurs nous aurons: 8 en “on”, 7 en “on”, 6 en “on”, 5 en “off, 4 en “off', 3 en “on”, 2 en “off et 1 en “off'.

Une remarque cependant à propos de l'Amstrad : il est conseillé, sur cet appareil, d'analyser la valeur de A10. Notre carte ne pouvant contrôler que huit bits d'adresse simultanément il faudra remplacer, lors du câblage, A0 par A10. Dans ce cas l'interface répondra à un couple de valeurs adjacentes pouvant être choisi entre 512 et 639 au lieu de 0 à 255 en utilisation standard. Enfin, si l'adresse de votre interface n'a pas besoin d'être fréquemment modifiée il sera possible de remplacer les interrupteurs par des liaisons câblées. Pour cela, les points correspondant aux positions “on” devront être connectées au 0 volt et les “off' laissés en l'air.

Le test de ce montage est extrêmement simple. Après sa mise en place, il faudra taper au clavier: OUT n, 0 (n ayant pour valeur le numéro d'adresse choisi, 255 par exemple pour le Spectrum). La diode D1 devra s'allumer, si elle ne l'était pas déjà, ainsi que D2. Ensuite l'ordre PRINT IN,n sera frappé. D2 devra s'éteindre, D1 s'allumer et l'ordinateur affichera 255. Si les instructions IN et OUT ne font pas partie du basic de votre appareil, les routines en langage machine proposées le mois dernier devront être utilisées (cas du ZX 81, par exemple).

Si ces deux essais sont couronnés de succès votre interface est prête pour notre prochain montage (et bien d'autres) sans risque pour votre ordinateur. Si, lors de la mise sous tension, le “micro” n'affiche pas, au bout du temps normal, une page de présentation habituelle (K sur fond noir pour le ZX81, Sinclair Research..., Amstrad 64 K..., etc.), débranchez-le et vérifiez le câblage.

Attention ! En aucun cas tenter d'enficher ou de retirer le montage lorsque l'appareil est sous tension : cette liberté ne vous sera accordée qu'en aval de cette carte de protection. Enfin, le câblage par “wrapping” donnant un résultat quelque peu difficile à contrôler en ce qui concerne l'exactitude des liaisons, nous vous conseillons, si la cause de mauvais fonctionnement n'a pas été trouvée au bout de dix minutes, de décâbler entièrement votre carte.

Dans bien des cas cette méthode vous permettra de gagner du temps par rapport à un contrôle de toutes les connexions.

Contrairement à notre rubrique “électronique amusante”, nous ne proposerons pas de schéma sur plaquettes munies de bandes cuivrées. Le numéro de chaque broche étant mentionné, le câblage sera réalisé en les reliant avec du "fil à wrapper”.

COMPOSANTS ET NOMENCLATURE

Circuits intégrés :

  • SN 74 LS 688 N
  • SN 74 LS 541 N
  • SN 74 LS 00 N
  • D1 D2 = D3 = diodes électroluminescentes
  • R1 = R2 = R3 = 470 ohms (jaune, violet, brun, or)
  • Supports à “wrapper” pour circuits intégrés :
  • 2 supports 20 points
  • 2 supports 14 points
  • 1 support 24 points
  • Une plaquette de câblage munie de pastilles
  • Un connecteur adapté au “bus” de votre ordinateur
  • Un bloc de huit interrupteurs DIL (éventuellement)

Henri-Pierre PENEL , Science&Vie n°824

★ EDITEUR: Science&Vie
★ LICENCE: ???
★ ANNÉE: 1986
★ AUTEUR: Henri-Pierre PENEL

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L'Amstrad CPC est une machine 8 bits à base d'un Z80 à 4MHz. Le premier de la gamme fut le CPC 464 en 1984, équipé d'un lecteur de cassettes intégré il se plaçait en concurrent  du Commodore C64 beaucoup plus compliqué à utiliser et plus cher. Ce fut un réel succès et sorti cette même années le CPC 664 équipé d'un lecteur de disquettes trois pouces intégré. Sa vie fut de courte durée puisqu'en 1985 il fut remplacé par le CPC 6128 qui était plus compact, plus soigné et surtout qui avait 128Ko de RAM au lieu de 64Ko.