Рождены, чтоб сказку сделать былью

Новый школьный год закрутил суетой. Первый раз в шестой класс. Витя с головой погрузился в учёбу. Он яростно вгрызся в гранит науки. Дед Егор говорил, что знание - это сила. И подросток собирался взять этой силы столько сколько сможет. Чтоб люди больше не умирали, а жили долго и счастливо. Возвращаясь домой, Виктор цеплялся взглядом за коробку с микросхемами, но каждый раз отворачивался. У него имелось почти всё, что требовалось для сборки компьютера, кроме дисплея и клавиатуры. Только у подростка временно ослабло желание заниматься столь сложным делом. Он постоянно вспоминал деда. Но всё же на осенних каникулах младший Волков решительно взялся за работу. Ведь Дед добывал детали. Старик, наверняка расстроился бы, узнав, что его подарок пылиться, заброшенный в угол. Испытывая сильные сомнения, Виктор всё же решился и перенёс своё рабочее место на стол деда. Ему требовались все инструменты Егора Волкова, чтобы проверять правильность сборки. Дед собрал хорошую коллекцию радиоэлектронных приборов: вольтметр, амперметр, осциллограф и многое другое. Подросток выложил инструменты и детали, а лишнее отодвинул или убрал. Ему иногда казалось, что дед может войти и отругать за самоуправство. Но он сожалел, что этого не случиться. Виктор очень осторожно устанавливал и припаивал микросхемы на плату. Он не имел права испортить своими кривыми руками даже одну деталь из последнего подарка старика. Почему-то ему казалось, что Дед Егор стоит за плечом и внимательно наблюдает. Он почти наяву слышал его голос, указывающий на мельчайшие огрехи. Сердцем компьютера ЮТ-88 являлся центральный процессор КР580ВМ80A - советский аналог процессора I8080A. Виктор впаял прямо в плату сороканожечную каракатицу. Восемь ножек на шину данных. Шестнадцать ножек на шину адресов. Особое внимание пришлось уделить питанию центрального процессора. Микросхема сама по себе требовала три напряжения. В некоторых источниках рекомендовали определённый порядок подключения, чтобы процессор не сгорел. В других источниках утверждали, что ничего страшного - питание можно подключать сразу. А третьи источники вообще писали, что можно подать лишь одно напряжение и микросхема заработает. Но Виктор перестраховался и сделал специальную схемку подключающую питание процессора в самом безопасном порядке. Сначала подавалось напряжение минус пять вольт. Затем открывался ключ, и подавалось напряжение плюс пять вольт. И лишь после этого открывался второй ключ, наконец-то подавая напряжение плюс двенадцать вольт. Мальчишка предположил, что перестраховка избыточна, но она не принесёт вреда, а возможно даже защитит процессор. Чуть в стороне поставил задающий генератор - микросхему КР580ГФ24. Подключил к нему резонатор и колебательный контур. Генератор формировал тактовую частоту, дирижируя процессором и прочими микросхемами, чтобы они работали одновременно. Тактовый генератор, словно барабанщик на древних галерах, задававший ритм для гребцов, синхронизировал действия узлов компьютера. Ближе к процессору поставил шинный формирователь - микросхему КР580ВК38. Она также исполняла роль системного контроллера. Микросхема формировала сигналы обращения к оперативной памяти, а также к устройствам ввода/вывода. Через эту микросхему шина данных подключалась к системной шине, пропуская сигналы в обе стороны. Рядом впаял буферы шины адреса КР580ИР82. Эта микросхема связывала системную шину с центральным процессором. Поскольку устройствам требовалось некоторое время на обработку адреса и переключение в новое состояние, то следовало придержать команды доступа. Микросхема буферизировала данные в регистрах, а дождавшись готовности, передавала информацию по назначению. Виктор расставил по линеечке двумя рядами шестнадцать одинаковых микросхем КР541РУ2, получив тем самым целых восемь килобайт статической оперативной памяти. Десять ножек на адресную шину для выбора одной из тысячи ячеек хранящих по четыре бита. Чтобы в одной ячейке хранить сразу восемь бит, две микросхемы объединялись - по четыре ножки от каждой на восьмибитовую шину данных. В оригинальной схеме требовалось всего две микросхемы, чтобы предоставить один килобайт оперативной памяти. Но дед Егор умудрился достать именно шестнадцать микросхем. И мальчишка весьма порадовался такому повороту. Конечно, процессор мог адресовать до шестидесяти четырёх килобайт, которые можно добавить позже. Впрочем, схема компьютера потребует доработки, поскольку бессмысленно просто так добавлять больше памяти, ведь среди прочего нужно как-то выбирать один конкретный блок из нескольких возможных. Виктор припаял адресный дешифратор на микросхеме К155ИД3. Она подключалась к четырём линиям адресной шины. В зависимости от входного значения, на одном из шестнадцати выходов появлялся сигнал. Этот демультиплексор указывал конкретные микросхемы памяти, к адресам которых обращался процессор. Собственно объём памяти ограничивался числом выходных линий дешифратора. Для увеличения доступных адресов следовало поставить дополнительные демультиплексоры или заменить микросхемы памяти. Вместо двух микросхем постоянной памяти КР556РТ5 дед Егор раздобыл одну К537РФ5. Виктор заинтересовался микросхемой с куском изоленты, наклеенной сверху. Изначально подросток планировал впаять микросхему прямо в плату. Но прочитав о том, что это перезаписываемая память, задумался над тем, что же именно содержится на микросхеме. Он почему-то раньше не задавался этим вопросом, предполагая, что оно само как-нибудь заработает. Зарывшись в журналы, а затем, переключившись на более серьёзные книги, пришёл к выводу, что придётся прошивать программу самостоятельно. Правда, Виктор не считал это катастрофой. Он даже подумал, что весьма интересно самому попробовать запрограммировать компьютер. Тем более в журнале даже нашёлся шестнадцатеричный дамп программы "Монитор 0", который предназначался для простейшей конфигурации. Поскольку микросхему ПЗУ [постоянное запоминающее устройство] требовалось иногда переставлять, Виктор впаял на плату специальную колодку. Микросхема вставлялась в неё, словно куколка укладывалась в игрушечную кроватку. Несколько таких колодок обнаружились в дедушкиных деталях. Наверное, старик заранее предполагал нечто такое. Кроватка оказалась малость великовата для куколки, но, к счастью, по ширине микросхема подошла и все ножки воткнулись в предназначенные дырочки. Возможно, колодки предназначались для чего-то другого более длинного, поскольку на ней остались незадействованными несколько контактов. А вот изначальную разводку платы пришлось немного переделывать ради модернизации. Роясь в ящиках с деталями, подросток наткнулся на коробку с квадратными кнопками для дверных звонков. Он подумал, что из них можно сделать клавиатуру. Прикрепил на куске фанеры квадратиком четыре на четыре шестнадцать кнопок и подписал их шестнадцатеричными цифрами. Рядом разместил ещё две кнопки для возврата и для перезагрузки. А провода от кнопок подвёл к плате компьютера. Получилось громоздкая, но рабочая клавиатура. В оригинальной схеме ЮТ-88 предлагали использовать цифровой индикатор на восемь символов. Мальчишка перерыл все ящики с деталями, но ничего похожего найти не смог. Он даже не нашёл ни одного сломанного устройства, с которого смог бы снять подходящий индикатор. Поэтому Витя решил изготовить дисплей самостоятельно. Для начала попробовал выводить хотя бы одну цифру. Выкрутил семь лампочек из ёлочной гирлянды и закрепил их под листом толстого картона. В самом картоне провертел несколько отверстий. Свет проходил через отверстия напротив включённых лампочек и тем самым формировал цифру из семи светящихся сегментов. Чтобы лампочки не засвечивали соседние сегменты, пришлось между ними вклеить разделители из того же картона. А для включения лампочки даже от слабого сигнала добавил транзистор. Чтобы формировать нужный знак собрал матрицу из множества диодов. Напряжение, поданное на один из шестнадцати контактов, проходило через сопоставленные диоды и зажигало нужные лампочки. Но самодельный индикатор разочаровал Витю. Он не смог придумать, как простым способом преобразовать четырёх битный сигнал. Ведь у него не осталось второго демультиплексора. Конечно, он мог бы собрать сложную схему на транзисторах, но их запас таял слишком быстро. Подростку пришлось отказаться от индикации нормальными цифрами. Махнув рукой, он решил подключить лампочки напрямую и читать выводимые цифры в двоичной системе счисления. Для подобного способа на одну шестнадцатеричную цифру требовалось всего лишь четыре лампочки вместо семи. К тому же освободились диоды и часть транзисторов.