Funkamateur 02/84 |
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Zur Anzeige alphanumerischer Informationen benötigt der
Mikrorechner ein Ausgabegerät.
Dafür werden z.B. Drucker, Schreibwerke, Fernschreiber, spezielle
Displays (LED- oder
LCD-Zeilen) und Bildschirme eingesetzt. Die meisten Informationen des
Mikrorechners haben momentanen Charakter, so daß sich der
Bildschirm als
Hauptanzeigeeinheit durchgesetzt hat. Nur die Informationen, die
für einen
längeren Zeitraum benötigt werden, gibt man z.B. auf Papier
gedruckt aus. Der
Bildschirm ist ein schnelles Ausgabegerät, er macht keinen
Lärm und benötigt
kein Papier.
Normale Fernsehgeräte lassen sich auch als Bildschirmdisplay
einsetzen. Das ist auch
für den Amateurcomputer "AC1" so vorgesehen, da eine solche
Bildschirmausgabe
vom Aufwand her die günstigste Lösung ist. Für eine
Papierausgabe ist später die
Anschlußerweiterung für einen Fernschreiber vorgesehen. Man
muß dann nur noch
das entsprechende Programm ergänzen, denn die
Linienstrom-Schnittstelle ist ja
bereits vorhanden, weil der "AC1" und andere Amateurcomputer für
den
Einsatz als RTTY-Display vorgesehen sind.
Die meisten Bildschirmsteuerungen funktionieren ähnlich wie das
normale Fernsehen.
Teilweise wird auch der Mikroprozessor in die Erzeugung des
Videosignals mit
einbezogen. Damit kann man zwar einige Schaltkreise einsparen, aber
dafür ist
der Anzeigeumfang solcher Lösungen abhängig von der
Taktfrequenz des Mikroprozessors,
außerdem ergeben sich Einschränkungen in der Programmierung.
Durch die
Verkettung von Hardware und Software ist ein solcher Aufbau nur mit
spezieller
Meßtechnik zu überprüfen und in Gang zu setzen.
Im Interesse einer möglichst großen Nachbausicherheit wurde
die Bildschirmsteuerung
für den Amateurcomputer "AC1" als separate Hardware entworfen, die
als
eigenständige Baueinheit fungiert. Die Anzeigekapazität
beträgt 16 Zeilen mit
je 64 Zeichen, sie ist auf 32 Zeilen erweiterbar. Der darstellbare
Zeichenumfang ist in einem Speicher, dem sogenannten Zeichengenerator,
abgelegt. Die Grundvariante umfaßt 64 alphanumerische Zeichen.
Solche
Lösungen begrenzen zwar den Zeichenvorrat auf einen definierten
Bereich, kommen
dafür aber mit weitaus weniger Bildwiederholspeicherkapazität
aus. Sie belasten
den Mikrorechner auch in der Bedienung weniger als ein vollgraphisches
Display.
Der Zeichenvorrat des Bildschirmteils des "AC1" umfaßt alle
Ziffern, Buchstaben
(Großschreibung) und Zeichen, die vorzugsweise benötigt
werden. Das reicht für
viele Anwendungen aus. Eine Erweiterung durch zusätzliche oder
umfangreichere
Zeichengeneratoren ist möglich. Eine Vollgraphikausgabe, wie sie
z.B. für
SSTV-Betrieb erforderlich ist, kann dann später ebenfalls als
Erweiterung an
den Bus angeschlossen werden, wenn entsprechende Speicherschaltkreise
greifbar
sind. Die Bildschirmsteuerung des "AC1" erzeugt ein vereinfachtes
Videosignal, bestehend aus Zeilen- und Bildimpulsen sowie einer
Hell/Dunkel-Information. Es werden Bilder mit 320 Zeilen bei einer
Bildwiederholfrequenz
von etwa 50 Hz geschrieben. Der Videoausgang dieser Bildschirmsteuerung
ist
direkt an einen Videomonitor anschließbar. Mit einer einfachen
Modulator-HF-Schaltung kann jedes Fernsehgerät als Bildmonitor
arbeiten.
Alle Zeichen werden in einem Punktraster 6 x 9 dargestellt, wobei eine
Zeile und eine
Spalte als Zwischenraum dienen. Damit ergibt sich für das einzelne
Zeichen ein Punktraster
von 5 x 7 Punkten. Im Bild 6 ist
als Beispiel der Buchstabe A dargestellt. Die
Realisierung des gesamten Zeichenvorrats kann der Beschreibung des
verwendeten
Zeichengenerators U 402 D in [5]
entnommen werden. Die Kodierung des
Zeichenvorrats ist bei entsprechender Softwaregestaltung kompatibel zum
ISO-7-Bit-Kode bzw. zum ASCII-Kode. Das Blockschaltbild und die
Stromlaufpläne
der Bildschirmsteuerung sind aus den Bildern
5 sowie 7 und 8 ersichtlich.
Einfach gesagt, stellt diese Baugruppe einen RAM-Speicher dar, der von
der ZVE beschrieben
und gelesen werden kann. Er wird durch die Bildschirmsteuerung
ausgelesen und zeilenweise
an das Fernsehgerät ausgegeben. Das heißt also, der
Zeichenkode wird einmal
von der ZVE an die entsprechende Stelle dieses Speichers,
Bildwiederholspeicher
genannt, geschrieben. Und das Zeichen erscheint dann ständig an
der entsprechenden
Stelle des Bildschirms so lange, bis von der ZVE ein anderer
Zeichenkode an
dieser Stelle eingelesen wird. Um auf diesen Speicher sowohl von der
ZVE aus
als auch von der Bildschirmsteuerung aus zugreifen zu können,
müssen dessen
Adresseneingänge mit einem Umschalter versehen sein. Im Normalfall
sind die
Adresseneingänge an die Zähler der Bildschirmsteuerung
angeschlossen, sie
werden nur dann, wenn ein Speicherzugriff der ZVE erfolgt, auf den
Adreßbus
gelegt. Diese Umschaltfunktion wird hier mit dem Schaltkreis D 151 D
(D21 bis
D25) realisiert. Im Moment des ZVE-Zugriffs wird der Strahl der
Fernsehbildröhre dunkelgetastet, um Bildstörungen zu
unterdrücken. Denn jeder
Speicherzugriff der ZVE stört den Funktionsablauf der
Bildschirmsteuerung, wenn
er nicht gerade in einer Dunkeltastlücke erfolgt. Die hier
gewählte Art der
Dunkeltastung reicht aus, sie stellt einen Kompromiß zwischen
Schaltkreisaufwand
und Wirkung dar. Entsprechend dem Zählerstand der
Bildschirmsteuerung werden
dem Bildsignal noch Zeilen- und Bildsynchronimpulse zugegeben, so
daß ein
BAS-Signal entsteht.
Aufgrund der Negation der ZVE-Adressen durch die Schaltkreise D
104 D (siehe Bild 4)
ist zu beachten, daß die höchste Adresse des
Bildwiederholspeichers der Position des
ersten Zeichens in der ersten Zeile des Bildes entspricht. Bei einem
fortlaufenden
Beschreiben des Bildschirms von oben nach unten muß der
Bildwiederholspeicher dann also in
abfallender Reihenfolge der Adressen beschrieben werden.
Und nun etwas ausführlicher zur Realisierung der Steuerung. Um im
Fangbereich des
Fernsehgeräts zu bleiben, müssen die Zeilen- und die
Bildfrequenz der Fernsehnorm annähernd
eingehalten werden. Für das Schreiben einer Zeile stehen damit
etwa 64µs,
abzüglich 18% für den Zeilenrücklauf, zur
Verfügung. Das gesamte Bild muß dann
mit etwa 312 Zeilen geschrieben werden.
