На самом деле между PC XT и 48-ю (!) светодиодами притаился «рояль в кустах»:
Эта плата была спонтанно приобретена на ebay. Ясных планов её использования у меня не было, просто захотелось, да и сейчас не такой большой выбор старого ISA-железа, в особенности 8-битного.
На этой плате установлены сразу 2 чипа 8255 и одна микросхема 8253. 8253 мы в этой публикации использовать не будем. Сверху видны 2 40-пиновых гребёнки для подключения шлейфов. Слева — 16 светодиодов, о них чуть позже.
В двух словах о 8255. Она предоставляет доступ к 24 линиям ввода/вывода — к трём 8-битным портам Port A, Port B и Port C. Микросхема может работать в нескольких режимах, мы же будем использовать самый элементарный — просто будем класть байт в порт.
Светодиоды слева на карте подключены к Port A каждой из двух 8255. Уж не знаю, зачем это было реализовано, возможно, просто для демонстрации работоспособности. Но именно наблюдение за чарующим перемигиванием светодиодов и подвело меня к замыслу «вытащить» все 48 линий наружу и сделать, таким образом, светодиодную матрицу.
Плата приехала вместе с подробнейшей книжицей, в которой была принципиальная схема, описание режимов работы 8255 и 8253 и распиновка верхних гребёнок.
Делаем печатные платы
Сначала упомяну комп, к которому всё это будет подключаться — публикация на хабре.
Решил разделить собственно светодиодную матрицу от всей прочей нехитрой логики, поэтому плат было две:
Основная плата:
Сверху вниз:
-
гнездо подключения светодиодной матрицы (аноды), находится с обратной стороны
-
6 330-омных резисторных сборок
-
1-й разъем к плате c 8255-ми
-
4 логических инвертора 74HC04N
-
гнездо подключения светодиодной матрицы (катоды), находится с обратной стороны
-
ещё 4 логических инвертора 74HC04N
-
2-й разъем к плате c 8255-ми
Аноды светодиодов подключены через резисторные сборки к +5В, катоды подключены к выходам инверторов. Входы инверторов подключены к портам 8255-х.
Светодиодная матрица
Сверху, соответственно, выведены аноды, снизу — катоды. Светодиоды на этом виде на обратной стороне платы. Если же смотреть со стороны светодиодов, то вертикальные ряды идут слева направо в порядке: Port A, Port B, Port C первой 8255, Port A, Port B, Port C второй 8255.
Для разработки плат использовал онлайн редактор easyeda.com. Особых проблем при проектировании не возникло, но было много мороки правильно соотнести 6 портов и 48 светодиодов. Разводка платы прошла автоматическая.
Готовые платы
Платы заказывались на jlcpcb.com.
Платы из посылки
Платы с установленными деталями:
вид спереди:
На дворе дефицит чипов, поэтому копеечные инверторы бережно установлены в панельки!
вид сзади:
Готовый «бутерброд»
Подключённый и закреплённый на раме:
Программируем всё вот это вот, наконец…
Даёшь ретро-железу винтажную IDE!
Да, пришлось активировать нейронные связи, когда-то давно отвечавшие за навыки работы в Turbo Pascal. А также мышечную память, ответственную за Ctrl-K B, Ctrl-K K, Ctrl-K C, Ctrl-Y и так далее.
Немного подробностей
Первоначальная инициализация: готовим рандомайзер, переключаем 8255-е в режим простого чтения/записи в порт, гасим все светодиоды.
Код:
Procedure AllOff; Forward; Procedure Init; Const PORT1_CONTROL_REGISTER = $01B3; PORT2_CONTROL_REGISTER = $01B7; Begin Randomize; Port[PORT1_CONTROL_REGISTER]:=$80; Port[PORT2_CONTROL_REGISTER]:=$80; AllOff; End; Procedure AllOff; Begin MATRIX[0]:=0; MATRIX[1]:=0; MATRIX[2]:=0; MATRIX[3]:=0; MATRIX[4]:=0; MATRIX[5]:=0; Update; End;
Передаём сформированный массив в порты. Тут я решил заменить унылые Port[xxxx]:=yyyy на ассемблерную вставку.
Код:
Var MATRIX : Array [0..5] of Byte; Procedure Update; Const PORT_1A = $01B0; PORT_1B = $01B1; PORT_1C = $01B2; PORT_2A = $01B4; PORT_2B = $01B5; PORT_2C = $01B6; Begin asm LEA DI, MATRIX XOR BX, BX MOV DX, PORT_1A MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL INC BX MOV DX, PORT_1B MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL INC BX MOV DX, PORT_1C MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL INC BX MOV DX, PORT_2A MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL INC BX MOV DX, PORT_2B MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL INC BX MOV DX, PORT_2C MOV AL, [DI+BX] OUT DX, AL end; End;
Здесь находится репозиторий с исходным кодом.
Заключение
Здесь можно увидеть демонстрацию работы. Качество видео получилось так себе, в реальности все гораздо лучше.
Что дальше? Я первоначально хотел насверлить в непрозрачном оргстекле толщиной 3 мм 48 отверстий и «надеть» на светодиоды, чтобы отделить их друг от друга, а сверху — уже прозрачное красное оргстекло. Специально для этого подбирал цилиндрические светодиоды с плоской шляпкой. Сейчас уже не уверен, хватит ли у меня запала.
Что более вероятно, так это то, что я займусь вторым чипом на плате — 8253. Там 3 независимых счетчика, возможно, я после визуальных эффектов перейду к аудио. Ясно, что это будет весьма и весьма примитивная «музычка». Посмотрим!
ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/post/599635/