Commodore 64 abierto al mundo

Como acceder a la puerta para el usuario con el fin de controlar fenómenos físicos externos al ordenador.
Muchos de los micros personales poseen puertas para el usuario que permiten la entrada al mapa de memoria del ordenador en virtual de una serie de conexiones eléctricas. La base de todos los sistemas digitales es que el sistema binario de unos (1) y ceros (0) se pueda representar mediante dos niveles de voltaje. Normalmente, un 0 se representa mediante 0 voltios y un 1 mediante +5 votlios.
Cada posicion de memoria se compone de un grupo de 8 celdas individuales,teniendo cada una de ellas un nivel de voltaje de 0 o +5 voltios. El patrón de éstos niveles de voltaje determina por consiguiente, el número que está almacenado en esa posicion de memoria. Si una celda posee un nivel de voltaje +5V. decimos que está activada (set higt), y si la celda posee un nivel de 0V. se dice que está desactivada (set low).
Las conexiones externas para la puerta para el usuario estan unidas eléctricamente a una o mas posiciones de la memoria del micro y mediante la lectura de los valores de estas posiciones, o mediante la escritura de valores en ellas, podremos monitorizar o controlar sistemas eléctricos fuera del ordenador. Existen dos tipos de conexiones para la puerta para el usuario. Algunas puertas tienen grupos de patillas separadas (8 para entrada y 8 para salida) conectadas con dos posiciones de memoria. Otros utilizan las mismas 8 patillas, tanto para entrada como para salida. Aquí vamos a analizar el segundo tipo de configuracion, que es el que emplean los micros de BBC y Commodore 64.

Registros de direccion de datos.
Ademas de tener una posicion conectada con las 8 patillas de la puerta para el usuario, los micros con puertas bidireccionales hacen uso de una segunda posicion de memoria, conocida como el registro de direccion de datos (DDR: data direcction register).
Este registro determina si cada una de las 8 lineas ha de enviar o recibir datos. Un 1 en el DDR coloca a una linea en modalidad e salida, y el 0 la coloca en la modalidad de entrada. Para situar las 8 lineas de la puerta para el usuario en salida el DDR habrá de establecerse en 255 (es decir, 11111111 en binario). Del mismo modo las 8 lineas se pueden establecer para aceptar entrada estableciendo el valor DDR en 0.
Las 8 lineas se pueden configurar en cualquier conbinacion de lienas de entrada o salida estableciendo en el DDR el valor apropiado. Por ejemplo las 4 lineas mas significativas de la puerta para el usuario se podrian establecer en modalidad de salida y las 4 menos siginificativas en entrada, colocando en el DDR el valor 240 (es decir, 11110000 en binario). Los registros de datos y de direcion de datos, poseen las siguientes direcciones:

Tipo de micro-----------------Registro de datos-----------------Reg.de dir. de datos
BBC Micro--------------------&FE60 (65126dec.)----------------&F362 (65122 dec.)
Commodore 64--------------$DD01 (65577 dec.)--------------$DD03 (56579 dec.)

El siguiente programa coloca la puerta para el usuario de manera que se puedan usar las 8 lineas para entrada, y visualizar el registro de datos,para el Commodore 64.

10 Dim A$(10):A$(0)="E":A$(1)="H"
20 REGDAT=56577: DDR=65579
30 POKE DDR
50 RUN

Enchufando
Comenzamos nuestro proyecto haciendo cables para el BBS Micro y el Commodore 64.
Estos cables se utilizarán las máquinas con el exterior a través de un formato común de 8 lineas de datos, con una línea a tierra cada uno.
Se necesitará :
Estaño para soldar y soldador
BBC Micro :
Enchufe IDC de 20 vias.
Cable plano IDC de 20 vias (1m)
Commodore 64 :
Conector marginal de 0,15" y 24 vias
Cable plano de 10 vias (al rededor de 1m)
Los diagramas de las patillas que bienen en los manuales de las máquinas muestran la posicion de las 10 líneas (dos a tierra,8 de datos) que necesitamos. El enchufe IDC del BBC posee una patilla de posicionamiento a uno de los lados,que se separa en dos partes desiguales. Sostenga el enchufe verticalmente con la patilla lejos de usted y su seccion de ajuste ariba y pase por la misma maso menos una pulgada de cable plano con la franja roja a su derecha. Cierre el enchufe apretandolo fuertemente, con una prensa de tornillo o tornillo de ajuste.
Separe y recorte 10 líneas en el otro extremo, según la ilustracion y luego pele y estañe los extremos de las líneas restantes. Para el Commodore 64, marque uno de los lados del enchufe claramente como la parte superior ( y al conectarlo la máquina simpre tenga este lado hacia arriba). Pele y estañe los dos extremos de las 10 líneasy suelde el cable a las patillas inferiores del conector marginal. Utilice los programas de prueba y un tester para comprobar sus cables.

Escribiendo software
La esencia de la toma de decisisones del ordenador es la comprobacion de valores numéricos o condiciones y la bifurcacion segun el resultado obtenido en la comprobacion. Por lo tanto,es una cuestion sencilla de diseñar software que pueda monitorizar actividades físicas a través de la puerta para el usuario. Mediante la comprobacion del valor del registro de datos y emprendiendo la accion apropiada, el ordenador puede responder a los cambios externos.
Un ejemplo sencillo seria, el de diseñar un programa que compruebe si un número de teléfono se ha marcado correctamente. El marcado se puede efectuar conectando a tierra ciertas líneas ciertas líneas de datos conectadas a la puerta del usuario con el fin de producir en el registro de datos el valor numérico correcto para cada uno de los dígitos del número de teléfono. A causa de las dificultades que entraña conectar a tierra simultáneamente varias líneas de datos, el programa espera que el usuario pulse una tecla del teclado antes de analizar el contenido del registro de datos. La lógica del programa se refleja en el diagrama de flujo que lo acompaña.

Hemos examinado aquí la entrada de informacion desde una fuente externa con el fin de afectar el flujo de control dentro de programas. En el próximo capitulo analizaremos la salida a través de la puerta para el usuario y el diseño de un sistema sencillo de control por ordenador.

Mecanismo protector
En este capitulo investigaremos formas de producir una salida desde la puerta para el usuario y esbozaremos una amplia red de control. En la mayoria de aplecaciones de microprocesadores, el término "tampon" (buffer) ha llegado a significar un lugar de almacenamiento temporal para los datos que se estan transfiriendo de una parte de un sistema informático a otra. En electrónica analógica,sin embargo el término se utiliza para describir a un circuito que protege de las acciones de otro. Si deseamos conectar y activar motores eléctricos y otros componentes eléctricos al ordenador para que éste los controle mediante la puerta del usuario,entonces debemos proteger a los delicados circuitos internos del micro de los componentes a los que lo hemos unido.
El chip de entrada/salida que hay dentro de su microordenador trabaja a niveles de voltaje de 0 a +5V y utiliza corrientes medidas en unos pocos miliamperios (mA). Por lo tanto, hemos de asegurar que no coloquemos voltajes mayores de +5V en ninguna de las lineas de la puerta para el usuario ni que usemos mas de 30 o 40 mA. de corriente. En nuestro capítulo de introduccion de éste proyecto, le mostramos como poniendo en contacto entre sí los cables pelados de la puerta para el usuario,se podia modificar el contenido del registro de datos. Descubrimos que conectando a tierra las celdas del registro evitamos la introduccion de voltajes o corrientes peligrosas para el sistema y por consiguiente no se requeria proteccion para el sistema de circuitos internos del micro. Sin embargo si deseamos conectar otros dispositivos debemos incluir una proteccion y ello se puede hacer de diversas formas.
Podriamos desear asegurar que no se usaran mas de 20mA. de corriente desde cualquier patilla de la puerta. Esto se puede hacer utilizando un relé conectado a la puerta para el usuario, para encender y apagar el dispositivo de salida, e insertandoi una resistencia en el circuito de alimentacion del relé si el circuito opera a +5V y nosotros deseamos una corriente de no más de 20mA. podemos emplear la ley de Ohm ( voltaje = corriente por resistencia) para calcular el valor de la resistencia necesario:

V = 1 x R
R = V/1
R = 5/0,02
R = 250 Ohms.

Por otra parte, se podria utilizar la salida de una patilla de la puerta para el usuario para disparar un interruptor de transistor de modo que complete un circuito externo.

La caja tampón o buffer que construiremos utiliza el principio de conmutacion del transistor para proteger la puerta para el usuario. Eso es una cuestión de conveniencia, pués los circuitos para las 8 líneas estan disponibles todos en un único chip. Después de conseguido el tamponamiento de la puerta para el usuario podemos seguir adelante para agregarle una serie de módulos que nos permitiran conectar a la misma otros dispositivos. Estos módulos permitirán la conmutacion de LED, motores de voltajes altos y bajos y relés de la red eléctrica. Entonces sermos capaces de controlar dispositivos domésticos tales como luces, grabadoras de cassette, televisores, etc. Ademas podemos agregar un convertidor de digital a analógico,que nos permitirá activar visualizaciones de 7 segmentos decodificadas. Debido al poco voltaje y salida de corriente de la puerta para el usuario, necesitamos tambien una fuente de alimentacion eléctrica externa de 9V. A medida que se vaya construyendo cada módulo, se irá conectando a un bus común, a lo largo del cual se encaminarán las 8 líneas de datos una línea de tierra y una línea de potencia de 9V. De esta forma podemos poner uno encima de otro o interconectar módulos al sistema. Este es pués nuestro plan de accion para los próximos capítulos.

Construcción del buffer

Todo en su lugar
Hemos llegado al momento de probar como fuciona la caja diseñada en los capítulos anteriores.

1___LED
2___Conectores
3___Enlace de cables
4___Diodos
5___Condensadores electrolíticos de 1uF.
6___Regulador de voltaje
7___Puente rectificador
8___Regulador de voltaje
9___Condensador electrolítico de 1uF.
Dentro de la caja
Pase un trozo de alambre estañado como muestra la ilustracion a través de los contactos de los conectores. Sueldeló a cada uno de los contactos y compruebe la continuidad. Coja 20 cm de cable plano y separe 3 cables dejando un acable plano de 9 vias con la franja del borde de color. Suelde el cable de color en ese conector situado mas a la izquierda. Ahora suelde los otros 8 cables restantes por orden en los contactos de los otros conectores.
Pruebe la continuidad entre cada uno de los conectores y el final del cable al que están conectados.

Bocetos de la caja y esquema eléctrico.

Diagrama eléctrico y componentes.

Fuente de alimentacion de 9 Voltios

Diseño de las placas...
...sobre papel milimetrado. Todo ha de encajar a la perfeccion.

Negativos de las placas...
...en acetato para la posterior realizacion bajo una lámpara U.V. ultra violeta de fabricación casera.

Con el montaje se pueden hacer infinidad de aplicaciones.
Nota : Algunas imágenes son muy grandes, sobre todo las de texto, para que puedan ser legibles.
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