Программируем микроволновку или контроллер 40-летней давности

Ну железка и железка, подумал я… На плате присутствует микроконтроллер РВЕ035, расширитель IO m5l8243p, ИР12 между РФ5 и контроллером и там еще где-то ЛН1 в стороне болтается. Мне сразу понравилась хорошая раритетная ПЗУ на 2Кб РФ5 в панельке в золоте. Думаю, сниму ее, а остальное смело в утиль, бо вся плата залита лаком по самое небалуйся..А потом все-таки стало интересно, а что это такое вообще?

Выяснилось, что это плата управления от советской микроволновки типа Электроника 23 (aka БУВИ-2 aka Фея aka Днепрянка). В интернете быстро нашлась даже схема девайса: http://www.elremont.ru/small_rbt/bt_rem32.php Теперь, когда стало понятно, что это такое, одна рука уверенно потянулась к мусорке, а другая нечаянно вбила в гугле «РВЕ035» и… И я заинтересовался и внимательно вгляделся в плату. Раз есть контроллер, значит для него можно писать программы. Еще прямо на плате есть какой-никакой экран (4 цифры) куда можно выводить всякие матерные ругательства (BABA, SISI, ну, вы поняли). Так же здесь еще есть пьезоэлемент, а значит можно пищать. Ко всему прочему можно 4×4 клавиатуру подключить. Это же прямо девборда какая-то получается, обрадовался я!

Как уже было сказано, на плате установлен контроллер РВЕ035. В России он больше известен по названию КР1816ВЕ35, а вообще, это великий и ужасный Intel 8035 серии MSC-48. Первые экземпляры начали производить в 1976, то есть примерно 40 лет назад. В контроллере нет своей памяти для программ, поэтому он общается по внешней шине с ПЗУ, откуда и читает инструкции на выполнение. Зато есть 64 байта ОЗУ, из которых примерно 32 байта можно использовать как угодно, а остальные предназначены для регистров и стека. Есть таймер, есть прерывание от таймера, есть внешнее прерывание, есть система приоритетов. Короче нормальный олдскульный контроллер, не чета жирным PIC’ам. То, что так долго ждали большевики. Сразу захотелось под него что-нибудь закодить.

Но сперва предстояло решить одну трудность, а именно подключить плату. Как видно из схемы, для питания цифровой части требуется просто +5V, а вот для питания индикатора нужно 2,5V и 30V переменного напряжения.

Кстати про индикатор — это же лампа! Да, теплая ламповая радиолампа, а не какие-то там попсовые светодиоды. И как у лампы у нее есть катод анод и сетка. Такой тип индикаторов называется люминесцентно-вакумный индикатор. Немного подумав над схемой, я увидел, что 30В переменки идут на диодный мостик, значит они выпрямляются. И даже 2.5В тоже идут на диоды и после них на сетку, значит они тоже выпрямляются. Значит, можно попробовать подключить плату к постоянному напряжению. Вместо 30V я подал 12V, вместо 2.5V я подал 3.3V со стандартного блока питания формата ATX. Для этого подпаялся проводками к плате. Получилось так:

Но включив плату, я сначала было разочаровался. Некоторые сегменты на дисплее не светились. Сначала я думал, что 12 вольт не достаточно, но потом внимательно осмотрев плату обнаружил непропай в двух местах рядом с индикатором. Прозвонил, пропаял. Плата завелась, на экране появились цифры для установки времени и выбора режима программы. Вот так, хотел выкинуть, а в итоге починил. Настало время жарить.

Я воспользовался свободным кросс-платформенным ассемблером Asm48. Прикольно, что есть версия для MacOS, видимо авторы не обделены чувством юмора, по крайней мере я оценил. Ну значит скачиваем ассемблер, там все просто: ASM48 <имяфайла.asm> Первое, что я сделал, это «поморгал светодиодом», только вместо светодиода я дергал ногу динамика (пьезоэлемента) в бесконечном цикле с задержкой. Динамик подключен к порту 1, старший бит:

jmp main nop nop nop nop nop nop main: 	mov r6,#0                                  ; в регистре r6 - 0 или 80h forever: 	mov a,r6                                    ; пересылаем из регистра в ALU 	xrl a,#080h                                ; a = a xor 80h 	outl p1,a                                    ; выводим в порт 1 	mov r6,a                                    ; сохраняем значение в r6 	call onesec                              ; секундная задержка 	jmp forever                                ; бесконечный цикл  ;---PROCEDURES ;;;;;;;; delay100:  	mov r1,#84 loopex:	mov r2,#236 loopin:	djnz r2,loopin 	djnz r1,loopex 	mov r3,#4 loopad: djnz r3,loopad 	ret  ;;;;;;;; onesec: 	mov r4,#10 loop_d: call delay100         djnz r4,loop_d 	ret 

Скомпилировав программу и зашив ее на программаторе в ПЗУ 2716, запускаю плату и слышу периодические щелчки с интервалом около секунды. Работает! Теперь предстояло разобраться с экраном. По схеме видно, что «маска» символа ABCDEFG подключена к порту 1. Причем сигнал инвертированный, то есть когда 1 — палочка не горит, когда 0 — горит. Для того, чтобы задать маску буквы «H» посмотрим картинку:

Начинаем обходить букву с G до A, так как здесь обратный порядок следования бит: G закрашена, значит 1; F закрашена, значит 1; E закрашена, значит 1; D не закрашена, значит 0 и тд. В итоге получается: 1110110b. Мы помним, что сигналы инвертированные, поэтому нужно проинвертировать саму маску: not 1110110b = 0001001b. Или 9h. Послав это число в порт 1 мы установим маску для буквы. Сложнее с выбором символа. Здесь применена динамическая индикация. Вкратце суть сводится к тому, что мы постоянно должны задать маску, зажечь первый символ, задать маску, зажечь второй символ и тд. За разрешение свечения символа отвечает второй порт, который с помощью микросхемы m5l8243p расширен до 4-ех четырех битных портов. Для обращения к таким портам служит команда MOVD, а сами порты имеют номера P4, P5, P6, P7. P4 по замыслу авторов отвечает за сканирование клавиатуры, а вот P5 как раз устанавливает один из четырех символов для отображения.

Сперва я пытался сделать динамическую индикацию в основном цикле программы, но потом использовал для этого таймер. А в основном цикле программы меняется буфер индикатора, отображающий с периодичностью в 1 секунду надписи «HELO» и «2014»

;DATA 	.equ disp_buf, 030h			; 4 bytes buffer   ;;;  reset vector  	.org	0 	dis 	i			; disable interrupts 	jmp	main  ;;;  external interrupt vector--trap 	.org	3 	jmp	$			; nop  ;;;  timer interrupt vector 	.org	7 	sel 	rb1 	mov a,#0d5h 	mov t,a 	mov	a,#00FH 	orld	p5,a  	mov	a,disp_buf-1 	add	a,r5 	mov	r0,a 	mov 	a,@r0  	outl 	p1,a  	mov	a,r4 	movd	p5,a 	rl	a 	mov	r4,a  	djnz	r5,exit_tmr 	mov	r4,#0feh 	mov	r5,4  exit_tmr: 	sel 	rb0 	mov a,#0d8h 	mov t,a ;	strt 	t 	retr  ;MAIN main: 	;initialize  	dis 	tcnti			; turn off counter  	mov r1,#0 	mov r5,#0 	call copy_buf  	sel 	rb1			; timer variables 	mov	r4,#0feh		; 1110h - CT position 	mov	r5,4			; R5 = buf offset 	sel	rb0  	mov 	a,#0e5h 	mov 	t,a 	strt 	t 	en	tcnti  	mov a,#0ffh 	movd	p6,a main_loop:  	call 	onesec 	mov a,r5 	xrl a,#4 	mov r5,a 	mov r1,a 	call copy_buf 	jmp main_loop  msg_table: 	.db #0c0h		;O 	.db #0c7h		;L 	.db #086h		;E 	.db #089h		;H  	.db #099h		;4 	.db #0f9h		;1 	.db #0c0h		;0 	.db #0a4h		;2  ;;;;;;;; delay100:  	mov r6,#84 loopex:	mov r2,#236 loopin:	djnz r2,loopin 	djnz r6,loopex 	mov r6,#4 loopad: djnz r6,loopad 	ret  ;;;;;;;; onesec: 	mov r3,#10 loop_d: call delay100         djnz r3,loop_d 	ret  ;;;;;;;; ;copy from msg_table to display buffer 4 bytes ; R1 = msg_table offset ;;;;;;;; copy_buf: 	mov r0,disp_buf 	mov r2,4 copy_lp: 	mov a,r1 	add a,#msg_table 	movp a,@a 	mov @r0,a 	inc r0 	inc r1 	djnz r2,copy_lp 	ret 

Коротенькая видео-демонстрация работы девайса:

Пытливый хабраюзер наверняка заметил баг в конце ролика, когда вместо HELO высветилось не совсем то, что надо. Я его тоже заметил, да. А все потому, что когда в основной программе происходит пересылка в буффер дисплея я забыл остановить таймер. Перед call copy_buf нужно сделать STOP TCNT а после STRT CNT. Так то!

Теперь только остается сыграть на девайсе «в лесу родилась елочка» и миссию буду считать удачно завершенной. Всем добра!

Литературка:

1) MCS-48 AND UPI-41 ASSEMBLER LANGUAGE MANUAL 1976
2) 2 том Справочника Шахнова (Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем)
3) Сташин В.В. и др. — Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах
4) Знакосинтезирующие индикаторы: Справочник/ Под ред. В. П. Балашова
5) Быстров Ю.А. Сто схем с индикаторами