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Luxus-1541 mit Atmel Mega8

(Alle Angaben dieser Anleitung sind ohne Gewähr. Die Anwendung erfolgt auf eigene Gefahr !)

Was ist das ?

In der Vergangenheit wurden verschiedene nützliche Funktionen bei der Floppy nachgerüstet. Zwei Beispiele sind die fehlende Umschaltungmöglichkeit der Geräteadresse oder Umschaltung auf ein anderes ROM.
Diese nachträglich umgebauten Laufwerke erkennt man sehr schnell an diversen Kippschaltern und Einbauten im Gehäuse. Das wurde intern mit der damaligen Technik realisiert und ist demnach nicht mehr zeitgemäß. Besonders wenn man maximale Funktionalität verbauen und möglichst wenig Aufwand treiben möchte, kann man heute einen der leicht programmierbaren AVR-Mikrokontroller für diesen Zweck verwenden.

Im Bild sieht man ein Laufwerk mit Maximalausbau. Die Steuerung und Auswertung übernimmt ein programmierter Atmel ATMEGA8. Eigentlich ist es eine Zumutung fuer eine 1Mips-CPU mit RISC-Architektur. Wenn man sich dennoch mal überlegt, was zum Bau einer solchen Erweiterung notwendigt ist, wird man sehr bald auf ein leicht programmierbares IC mit sehr viel I/O kommen.
Die Möglichkeit zum Beschreiben des Flash-Speichers mit PonyProg oder anderen Programmen sollte bestehen.

Was kann diese Erweiterung ?

Taster : Geräteadresse
Taster : Disklocher
Taster : Betriebssystem
Statusanzeige
Drive-Spin

Geräteadresse
Mit diesem Taster kann die Geräteadresse auf 8, 9, 10 oder 11 eingestellt werden. Nach dem Umschalten wird jeweils ein Reset ausgeführt. So ist das Laufwerk sofort mit neuer Adresse startklar. In der 7-Segment-Anzeige wird entsprechend 8, 9, 0 oder 1 angezeigt. Zusätzlich kann eine Adresse als "Power-on Default" per DIP-Schalter ausgewählt werden, dieses ist z.B. beim Betrieb von zwei Floppy-Laufwerken sinnvoll.

Disklocher
Mit dem elektronischen Disklocher können alle Disketten ohne die übliche Kerbe am Rand beschrieben werden. Diese Funktion bitte nur einschalten, wenn es wirklich notwendig ist !
Das Laufwerk erkennt den Diskwechsel und wird den Schreibzugriff immer ausführen. Der Status der Lichtschranke, die den Schreibschutz der Diskette abfragt, kann als Punkt in der 7-Segment-Anzeige abgelesen werden. Nach Druck auf den Taster sollte der Punkt sichtbar sein und der elektronische Disklocher ist aktiv.

Betriebssystem
Mit diesem Taster kann ein optionales Betriebssystem eingeschaltet werden. Es stehen zwei wechselnde Pegel am AVR zur Beschaltung bereit. Die 7-Segment-Anzeige wechselt nach dem Druck auf den Taster auf die ROM-Anzeige. Hier sind im Moment "C" ((CBM-DOS (Pegel: low) und "J" ((Jiffy-DOS (Pegel: high) gespeichert. Die Anzeige wechselt nach wenigen Sekunden wieder auf "Geräteadresse". Bei jedem Umschalten wird ein Reset ausgeführt. So ist das gewählte Betriebssystem sofort aktiv. Falls jemand eine andere Anzeige benötigt, bitte eine E-Mail mit dem Kontakt-Formular an den Webmaster schicken. Ich werde das dann beim nächsten Update berücksichtigen.

Statusanzeige
In der 7-Segment-Anzeige kann man den Status der aktuellen Einstellungen ablesen.

Drive-Spin
Wenn der "Drive-Spin" aktiviert ist, wird bei jedem Diskwechsel der Motor des Laufwerks kurz zum Zentrieren anlaufen. Das läßt sich per Jumper deaktivieren.

Teileliste

   
   ATMEGA8 PDIP
   ein Stück Streifenraster
   3 Jumper
   3 Taster
   Kupferlitze isoliert
   100 Ohm Widerstand
   Schrumpfschlauch zum Isolieren
   7-Segment-Anzeige (gemeinsame Anode)
   Vorwiderstand (etwa 150 - 220 Ohm), je nach Anzeige

Werkzeug

Lötwerkzeug, ein Multimeter (Spannung, Durchgang) und Werkzeug zum Einbau der Segment-Anzeige.

 Anschluss :
   
                        
                                  ATMEGA8 PDIP   
                                  -----\/-----
              (ISP RESET) # (PC6) 1         28 (PC5) > Reset  6502-CPU Pin 40     
            Drive-Adresse < (PD0) 2         27 (PC4) > Lichtschranke zur Elektronik
            Drive-Adresse < (PD1) 3         26 (PC3) < Lichtschranke vom Laufwerk
        Jumper Drive-Spin > (PD2) 4         25 (PC2) < Taster Kernelwahl an GND    
     Jumper Drive-Adresse > (PD3) 5         24 (PC1) < Taster Lichtschranke an GND
     Jumper Drive-Adresse > (PD4) 6         23 (PC0) < Taster Drive-Adresse an GND
                     +5V= -  VCC  7         22  GND  - GND
                      GND -  GND  8         21 AREF 
        7-Segment Anzeige < (PB6) 9         20 AVCC  - +5V=
        7-Segment Anzeige < (PB7) 10        19 (PB5) > 7-Segment Anzeige (ISP SCK)
          Laufwerks-Motor < (PD5) 11        18 (PB4) > 7-Segment Anzeige (ISP MISO)
                   Kernel < (PD6) 12        17 (PB3) > 7-Segment Anzeige (ISP MOSI)
                   Kernel < (PD7) 13        16 (PB2) > 7-Segment Anzeige  
        7-Segment Anzeige < (PB0) 14        15 (PB1) > 7-Segment Anzeige  
                                  ------------

Beschreibung der einzelnen Belegungen anhand des IC-Pins :
---------------------------------------------------------- 
 
 1   : ISP RESET wird nicht als Port verwendet, da ansonsten bei jedem Neuflashen die 
       Fuse-Bits verändert werden muessten.
 
 2,3 : Leitungen auf die 1541-Platine, Pin 2 neben Q5(Q3),Pin 3 neben Q4 (C46), an den 
       Dip-Schaltern der 1541-2 oder direkt am 6522 VIA.
 
 4   : Drive-Spin : Wenn dieser Jumper gegen GND geschlossen ist, wird das Anlaufen des 
       Motors beim Diskwechsel deaktiviert.    

 5,6 : Jumper Drive-Adresse : Hier kann eine Drive-Adresse als Power-On Default eingestellt werden.
 
    Pin  (5)     (6)
          0       0     : Drive 8   (Default)
          0       1     : Drive 9
          1       0     : Drive 10
          1       1     : Drive 11
 
  
 9,10 : 2 Kathoden der 7-Segment Anzeige. Mehr im weiteren Text.
 
 11   :  Drive-Spin: überlagert zum Anlaufen des Drive-Motors das Signal am Ausgang von Pin 2 (UD2:7417).
         Hier muss ein 100 Ohm Widerstand verwendet werden, da der Pegel vom AVR sonst zu stark ist. 
 
 12,13 : Kernel : Hier liegen 2 wechselnde Hi/Lo-Pegel zum Beschalten einer Kernel-Erweiterung. 
 
 14-19 : Kathoden der 7-Segment-Anzeige. Mehr im weiteren Text.
 
 23 : Der Taster zum Wechseln der Drive-Adresse 8,9,10 und 11.
 
 24 : Der Taster zum Manipulieren der Lichtschranke mit Erhalten der Diskwechsel-Erkennung. 
 
 25 : Der Taster fuer die Kernelwahl. Es wird C= fuer CBM-DOS oder J fuer Jiffy-DOS angezeigt. Dieser kann
      incl. der Steuerleitungen für die ROM-Erweiterung ausgelassen werden. Das stört die Funktion
      in keiner Weise.
 
 26 : Lichtschranke vom Laufwerk. Die einfachste Loesung ist das Trennen der Leitung vom Stecker. Diese 
      sind bei der 1541-1 an dem breiten Stecker am Rand der Platine zu finden. Neben 2 leeren Plaetzen
      im Steckergehäuse sollten eine orangene und violette (manchmal auch grüne) Leitung vorhanden
      sein. 
      Die orangene Leitung wird vom Stecker getrennt und dort das Signal fuer den AVR abgegriffen.
      Wer Skrupel hat diese Leitung einfach durchzuschneiden, kann es hinter der Blende des Laufwerks
      (nur Mitsumi D-500) abloeten und dort dann die Leitung vom AVR wieder anloeten.
      
27 : Lichtschranke zur Elektronik : Mit dieser Leitung vom AVR wird das Signal der Lichtschranke wieder in 
     die Elektonik eingespeist. Eine passende Position ist der Pullup-Widerstand R44 in Richtung Vorderseite 
     der Platine. Dieser liegt zwischen den ICs UD1 und UD2.       

28 : Reset des Laufwerks : Diese Leitung wird mit Pin40 der CPU verbunden.

 
     Eine weitere Postition ist der Widerstand R25.

 Die 7-Segment-Anzeige : 
 -----------------------
 
 Es kann jede 7-Segment-Anzeige mit gemeinsamer Anode verwendet werden. 
 
                               a (bit0)
                             ----------      
                            |          | 
                            |          |       
                (Bit 5)  f  |          |  b (Bit1)
                            | g (Bit 6)|       
                             ----------            
                            |          | 
                (Bit 4)  e  |          |  c (Bit 2)
                            |          |       
                            |          |       
                             ----------  () dp (Bit 7)
                               d (Bit 3)
      
 Der Punkt (dp) wird zur Anzeige des Lichtschranken-Status verwendet. An = Lichtschranke wird vom AVR manipuliert.
       
 Bitte genaue Spezifikationen und Wert des Vorwiderstands der Anode, aus dem entsprechenden Datenblatt entnehmen.

Ein paar Tipps zum Einbau

Wenn man das Gehäuse der Floppy nicht verändern möchte, kann eine kleine 10mm 7-Segment-Anzeige direkt in das Laufwerk eingebaut werden. Hierzu muss aber, wie im Bild zu sehen ist,der Rahmen modifiziert werden.

Rechts im Bild sieht man die notwendigen Taster und die kleine Platine mit ISP-Schnittstelle. Ein ungenutzter Winkel am Chassis trägt diese.

Einbau der 7-Segment-Anzeige

Die Abdeckung für die Anzeige ist aus einem defekten Deckel einer Diskettenbox entstanden. Zuerst wurden die Leitungen an das Display angelötet und mit Schrumpfschlauch isoliert. Danach wurde aus dem schon erwähnten Kunststoff die Blende ausgesägt und ein passendes Loch in die Front der Mechanik gebohrt.
Mit einer Schlüsselfeile wurden die Teile nachbearbeitet. Danach kann man die Abdeckung für das Display auf die 7-Segment-Anzeige kleben. Nun hat man eine bedrahtete 7-Segment-Anzeige mit getönter Abdeckung. Diese wird am Rand mit Sekundenkleber benetzt und danach in das passende Loch der Blende eingesetzt. Nun ist alles passend fixiert.
Damit die Anzeige nicht bei der ersten Erschütterung ausbricht, bringt man ein paar Tropfen zähen Alleskleber auf die Rückseite des Displays und läßt diesen um die Kanten wandern. Das schließt kleine Löcher und macht die Verbindung sehr stabil.

To do : Einbau in die 1541-2

Downloads

Der Schaltplan
Die ZIP

Mini Firmware (2kB) für der ATMEGA8

*: 20. Mai 2007
Last revised: 22.March 2010