2.3.2. Картридж Картридж для игровой системы GAME BOY содержит ПЗУ объемом от 16 Кб, а в некоторых моделях и дополнительное ОЗУ. Если объем ПЗУ превышает 32 Кб, то обязательной частью картриджа является микросхема контроллера банков памяти (МВС), определяющая, какая из страниц ПЗУ и ОЗУ подключена к центральному процессору. Принципиальная схема картриджа, содержащего ПЗУ, ОЗУ с резервным питанием от литиевой батареи и микросхему контроллера банков памяти МВС1, приведена на рис. 2.18. Картридж состоит из микросхемы ПЗУ объемом 512 Кб (IC1), микросхемы ОЗУ объемом 8 Кб (IC3) и контроллера страниц памяти (IC2). Микросхема IC1 (LH534) представляет собой масочное ПЗУ с записанной программой. Младшие разряды адреса (А0 — А13) поступают с соответствующих контактов разъема картриджа, а старшие (А14 - А18) формируются микросхемой управления банками памяти IC2. Сигнал CS, разрешающий работу ПЗУ IC1, является сигналом старшего разряда шины адреса А15. Таким образом, обмен данными с ПЗУ происходит в тот момент, когда процессор обращается к памяти, расположенной по адресам 0000 7FFFh. Сигнал низкого логического уровня на входе 0Е (вывод I1/24) позволяет ПЗУ занимать шину данных для передачи байта процессору. На этот вывод микросхемы подается сигнал RD, низкий уровень которого указывает, что процессор считывает байт из памяти. Микросхема IC3 (HY6264A) - это статическое ОЗУ. Шины адреса (А0 - А12) и данных (D0 - D7) подключены непосредственно к одноименным контактам разъема картриджа. Выбор микросхемы ОЗУ происходит при наличии сигналов низкого логического уровня на входе CS1 (вывод IC3/20) и высокого логического уровня на входе CS2 (вывод IC3/26). Вход CS2 соединен с выходом 3 микросхемы IC4, а вход CS1 -с выходом RCS микросхемы контроллера страниц памяти. Считывание информации из ОЗУ допустимо при низком логическом уровне сигнала RD на входе ОЕ (вывод IC3/22). Для записи информации в микросхему ОЗУ сигнал низкого логического уровня подается на вход WR (вывод IC3/27), подключенный к одноименному контакту разъема. Микросхема контроллера банков памяти (IC2) представляет собой программируемый дешифратор адреса, формирующий старшие разряды адреса для микросхемы ПЗУ IС1. На входы микросхемы IC2 поступают сигналы шины адреса (А13 - А15) и данных (D0 - D4). С выходов микросхемы IC2 снимаются старшие разряды адреса (МА14 - МА18), которые затем передаются на входы микросхемы ПЗУ IC1, а также дополнительные разряды адреса (ЕА0 и ЕА1), необходимые при применении микросхем ОЗУ или ПЗУ большей информационной емкости. В рассматриваемой схеме картриджа часть выходов микросхемы не подключена и функции контроллера банков памяти используются не полностью. С помощью дополнительных выходов ЕА1 и ЕА2 можно увеличить объем ПЗУ до 16 Мбит или ОЗУ до 32 Кб. В первом случае следует соединить выходы ЕА0и ЕА1 микросхемы IC2 с входами А19 и А20 шины адреса микросхемы ПЗУ; во втором -выходы ЕА0и ЕА1 микросхемы IC2 с входами А13 и А14 микросхемы ОЗУ. 2.3.3. Дополнительные устройства Для игровой приставки GAME BOY разработано множество различных дополнительных устройств, в том числе принтер и фотокамера. Рассмотреть все типы устройств не представляется возможным. Ниже рассказывается о способах
Рис. 2.18. Принципиальная схема картриджа игровой системы GAME BOY объединения нескольких игровых систем GAME BOY, а также об использовании последовательного порта игровой системы для соединения с нестандартными устройствами. Соединение нескольких систем GAME BOY Основной задачей последовательного порта игровой системы GAME BOY является установка связи с другими игровыми приставками. Используя этот порт, можно насладиться игрой с одним или несколькими партнерами, что гораздо интереснее, чем игра с компьютером. Проще всего объединить две игровые системы GAME BOY. Для этого потребуется только специальный кабель, входящий в комплект поставки. Принципиальная схема такого кабеля приведена на рис. 2.19. Несколько сложнее подключить большее число приставок: дело в том, что последовательный порт обладает минимальными возможностями контроля передаваемых данных. Следовательно, понадобится дополнительное оборудование, выполняющее функцию сервера и контролирующее пересылку данных от системы к приставке. Фирма NINTENDO выпустила адаптер для одновременного подключения четырех игровых систем GAME BOY. Принципиальная схема такого адаптера представлена на рис. 2.20.
Рис. 2.19. Принципиальная схема кабеля для соединения двух игровых систем GAME BOY Основу адаптера составляет специальный микроконтроллер типа МС68НС05Р7 производства фирмы MOTOROLA, управляющий обменом данными. Приставка главного игрока подключена с помощью встроенного кабеля с разъемом для основной системы. На кабеле имеются еще три разъема (гнезда) для подключения приставок других игроков посредством стандартных соединительных кабелей. Микросхема IC2 (PST529G) формирует сигнал начальной установки для микроконтроллера IС1. Рабочую частоту внутреннего тактового генератора микроконтроллера стабилизирует кварцевый резонатор X1 (3 МГц), подключенный к выводам IС1/26,27. Использование последовательного порта Дополнительные устройства для игровой системы GAME BOY можно подсоединить двумя способами: через разъем картриджа и через последовательный порт.
Рис. 2.20. Принципиальная схема адаптера для соединения четырех игровых систем GAME BOY Если использование разъема картриджа является достаточно простым, а основные принципы становятся ясными после знакомства с принципиальной схемой картриджа, то подключение к последовательному порту требует понимания принципов его работы, а также определенных навыков программирования. В этом разделе на конкретных примерах анализируется функционирование устройств, подсоединяемых к игровой системе GAME BOY через последовательный порт. Исследование возможностей последовательного порта игровой системы мы начнем с рассмотрения временной диаграммы его работы, приведенной на рис. 2.21. Для получения изображенного на диаграмме сигнала необходимо выполнить следующие команды: LD А,$75 LD ($FF01),А ; Запись байта в регистр ; данных. LD А,$81 ; Включение передачи ; данных (D7 = 1) LD ($FF02),А ; с внутренней ; синхронизацией (D0 = 1) . Затем на выходе синхронизации (контакт 5 разъема последовательного порта) формируется последовательность тактовых импульсов частотой 8192 Гц, после чего на выходе данных (контакт 3 разъема последовательного порта) будут появляться значения отдельных разрядов числа из регистра данных, начиная с младшего разряда. Чтобы принять такой сигнал и преобразовать его в параллельные данные, наиболее удобен регистр сдвига, например микросхема 74НС595, подключенная по схеме, которая изображена на рис. 2.22.
Рис. 2.21 Временная диаграмма работы последовательного порта игровой системы GAME BOY
Рис. 2.22. Принципиальная схема модуля для обмена параллельными данными через последовательный порт игровой системы GAME BOY Для ввода информации через последовательный порт также используется регистр сдвига. Данные с выхода сдвигового регистра поступают на вход данных последовательного порта игровой системы (контакт 3 разъема), в результате чего становятся доступными центральному процессору при чтении из регистра данных SB (FF01h). При работе с последовательным портом игровой приставки удобнее всего составить программу так, чтобы передача и прием шли одновременно и генерация запроса на прерывания от контроллера последовательного порта была разрешена. Для этого необходимо установить бит D3 в регистре управления контроллером прерываний IE (FFFFh), например командой: LD A, #09 ; Разрешение прерывания ; от видеопроцессора LD (#FFFF) , А ; и от последовательного ; порта. Каждый раз, когда контроллер последовательного порта выполнит передачу восьми бит данных, будет генерироваться запрос на прерывание с передачей управления по адресу 0058h, где обычно располагается команда перехода на процедуру обработки прерывания. Рассмотрим еще один пример программы:
ORG #0058h JP Serin SerInit: LD A, #09 ; Разрешение ; прерывания от LD (#FFFFh) ,A ; последовательного ; порта. RET SerOut: LD A,(data) ; Запись ; передаваемого байта LD (#FF01),A ; в регистр ; контроллера LD A,#81 ; и включение ; передачи LD (#FF02),A ; с внутренней ; синхронизацией.
RET Serin: PUSH AF LD A, (#FF01) ; Чтение принятого ; байта LD (port),A ; и запись в память. POP AF RETI
В начале вызывается подпрограмма Serlnit, которая разрешает обрабатывать запросы на прерывание, поступающие от контроллера последоваТЕЛЬНОГО интерфейса. Когда необходимо передать байт, следует записать его в ячейку памяти data и вызвать подпрограмму SerOut, которая запускает процесс обмена информацией через последовательный порт системы, после чего возвращает управление в основную программу. Когда передача будет окончена, одновременно завершится и процесс приема байта, а затем запустится процедура обработки прерывания. В результате принятый байт окажется в ячейке памяти port, откуда его может считать основная программа. Если вы применяете внешнюю синхронизацию, не забудьте сбросить соответствующий разряд в регистре управления последовательным интерфейсом и подать тактовый сигнал от схемы на контакт 6 разъема последовательного интерфейса: в противном случае обмен данными производиться не будет. Еще одно замечание касается написания программ, которые используют передачу данных между двумя приставками. Одна из приставок должна быть ведущей, работающей на основе внутренней синхронизации передачи и управляющей обменом данными. Другая приставка соответственно будет ведомой, применяющей внешнюю синхронизацию и передающей данные по запросу от ведущей системы. 2.3.4. Блок питания Блок питания, используемый игровой системой GAME BOY, разделен на два функционально независимых модуля: внешний сетевой адаптер и внутренний преобразователь напряжения. Сетевой адаптер выполнен по традиционной для игровых приставок схеме и содержит понижающий трансформатор, диодный мост для выпрямления переменного напряжения и конденсатор, сглаживающий пульсации выходного напряжения. Выходное напряжение адаптера составляет 6-8 В. Принципиальная схема сетевого адаптера GAME BOY приведена на рис. 2.23. Внутренний стабилизатор в системе GAME BOY представляет собой двухканальный импульсный преобразователь напряжения с разделительным трансформатором. Он преобразует напряжение +6,5 В, поступающее от сетевого адаптера или батареи, в два напряжения: +5 В (для микросхем системы) и -18 В (для матрицы ЖКИ). Принципиальная схема внутреннего стабилизатора (преобразователя) игровой системы GAME BOY представлена на рис. 2.24. Напряжение питания поступает на схему преобразователя от внешнего сетевого адаптера через защитный диод D1. Фильтр, выполненный на элементах С1, С2, L1, СЗ, предназначен для сглаживания пульсаций выходного напряжения сетевого адаптера и защиты от высокочастотных помех со стороны преобразователя. Преобразователь выполнен по схеме блокинг-генератора. Ключевой транзистор Q1 периодически
Рис. 2.23. Принципиальная схема сетевого адаптера игровой системы GAME BOY
Рис. 2.24. Принципиальная схема внутреннего стабилизатора игровой системы GAME BOY подсоединяет обмотку трансформатора Т1 к источнику питания. На обмотке обратной связи наводится напряжение, которое через цепь С4, R3 управляет частотой переключения Q1. Выходные напряжения на вторичных обмотках выпрямляются диодами D3, D2 и сглаживаются фильтрами С7 - С10. Преобразователь имеет дополнительную обратную связь для стабилизации канала +5 В. Выходное выпрямленное напряжение после диода D3 через стабилитрон D4 поступает на базу транзистора Q2, который регулирует открывающее смещение транзистора Q1. Это приводит к изменению длительности импульса на обмотках трансформатора, в результате чего напряжение канала +5 В стабилизируется. 2.4. Характерные неисправности В данном разделе приводится перечень неисправностей, наиболее часто встречающихся при эксплуатации игровой системы GAME BOY, а также алгоритмы их поиска и методы устранения. Приставка не включается Возможные причины: неисправность блока питания или внутреннего стабилизатора: короткое замыкание или обрыв цепей питания; неисправность картриджа; неисправность процессорного модуля. Алгоритм поиска неисправности: 1. Проверить выходное напряжение сетевого адаптера. Если измеренное значение выходит за пределы 6-7 В, заменить сетевой адаптер. Практика показывает, что наиболее часто из-за перегрузки выходят из строя диоды выпрямительного моста, Если адаптер вышел из строя полностью, то подойдет любой источник питания с выходным напряжением 6-7 В при токе нагрузки 500 мА. 2. Проверить блоки игровой системы на отсутствие коротких замыканий. Если короткое замыкание обнаружено, проверить стабилизатор и установленные в нем транзисторы. При возникновении короткого замыкания часто происходит обрыв одного из печатных проводников в цепи питания, поэтому следует тщательно осмотреть платы и удостовериться в целостности проводников. 3. Если короткого замыкания нет, проверить внутренний стабилизатор игровой системы, отключив выход ной разъем. Напряжения на выходе стабилизатора должны быть в пределах +5+-0,1 В и -19+-0,25 В. Если напряжение выходит за указанные границы, в стабилизаторе следует проверить напряжения на обмотках трансформатора Т1, диоды D2, D3 и транзисторы Q1, Q2. 4. Проверить кварцевый генератор, а также функционирование микросхемы формирователя напряжений для матрицы ЖКИ. Исправность этих эля ментов свидетельствует о необходимости замен всего процессорного модуля. Приставка работает нестабильно Возможные причины: неисправность внешнего сетевого адаптера или внутреннего стабилизатора; загрязнение контактов разъема подключения картриджа; разряд или выход из строя аккумулятором Алгоритм поиска неисправности: 1. Проверить исправность аккумуляторных батарея измерив напряжение каждого элемента под нагрузкой. Часто нестабильная работа системы объясняется выходом из строя одного из аккумуляторов. 2. Проверить выходное напряжение сетевого адаптера. Сбой обычно возникает из-за малой нагрузочной способности адаптера, поставляемого в комплекте с игровой приставкой. Проблема решается при подключении более мощного источника питания. 3. Проверить надежность контактных соединений в разъемах системы. Разъем для подключения картриджа необходимо осмотреть особенно тщательно, при необходимости протереть его спиртом. 4. Проверить внутренний стабилизатор напряжения питания игровой системы. Особое внимание следует обратить на уровень пульсаций выходного напряжения импульсного преобразователя. 5. Возможным способом решения проблемы является установка дополнительных конденсаторов емкостью 100,0 мкФ х 16 В и 0,01 мкф в цепи питания на каждой из плат системы и в картридже. На экране отсутствует изображение, звук есть Возможные причины: выход из строя микросхемы IC9 или транзистора Q1 в модуле контроллера дисплея; неисправность матрицы ЖКИ; обрыв в цепи регулятора контрастности VR2; обрыв или плохой контакт в цепи питания матрицы ЖКИ. Алгоритм поиска неисправности: 1. Проверить напряжения питания -18 В на плате с ЖКИ. Если это напряжение отсутствует, проверить соответствующий выпрямитель в блоке питания, а также прохождение напряжения от блока питания до микросхем модуля контроллера матрицы ЖКИ. 2. Тестером проверить напряжение на выводе IC9/18. При отсутствии напряжения заменить регулятор контрастности VR2. 3. Проверить напряжения на выводах IC9/11-14. Отсутствие напряжения на любом из них свидетельствует о неисправности микросхемы iC9. 4. Проверить транзистор Q1 на плате контроллера матрицы ЖКИ и при необходимости заменить его. 5. Проверить прохождение сигналов от центрального процессора (выводы IC1/50-57) до контроллера матрицы ЖКИ (выводы IC8/3-9.16-18). Наличие сигналов позволяет сделать вывод о неисправности контроллера дисплея, а их отсутствие - о неисправности центрального процессора IC1. Отсутствует звуковое сопровождение Возможные причины: неисправность центрального процессора IC1 или усилителя IС4; обрыв в регуляторе громкости VR1; неисправность переключателя в разъеме подсоединения наушников. Алгоритм поиска неисправности: 1. Проверить наличие звукового сигнала на выходах S01 и S02 центрального процессора (выводы 1С1/ 59,60). Отсутствие сигнала свидетельствует о неисправности центрального процессора IC1. 2. Проверить прохождение сигнала от выходов процессора IC1 до входов усилителя IC4 (выводы IC4/7,8) через регулятор громкости VR1. 3. Проверить наличие выходного сигнала на выводах IC4/12.15. При отсутствии сигнала заменить микросхему IC4. 4. Проверить работу выключателя, расположенного в разъеме подключения наушников, и при необходимости заменить его. 5. Проверить динамик игровой системы. Не работают все кнопки управления Возможные причины: обрыв проводников или плохой контакт; загрязнение кнопок; неисправность микросхемы IC1. Алгоритм поиска неисправности: 1. Проверить целостность проводников, идущих от кнопок к выводам центрального процессора. Тканью, смоченной в спирте, тщательно очистить контактные площадки, расположенные под клавишами. 2. Проверить выходные сигналы Р14 и Р15 процессора (выводы IC1/62.63). Отсутствие сигналов свидетельствует о необходимости замены микросхемы центрального процессора IC1. 3. Проверить диодные сборки DA1 - DA4. Если сигналы с клавиатуры поступают на входы процессора (выводы IC1/64-69), неисправна микросхема центрального процессора IC1. Не работают некоторые кнопки управления Возможные причины: загрязнение контактных площадок или неисправность микросхемы IC1. Алгоритм поиска неисправности: 1. Протереть спиртом контактные площадки на плате и резиновую прокладку с токопроводящими площадками. 2. Если неисправны токопроводящие площадки, то восстановить их можно, наклеив кусочки фольги. Удобнее использовать фольгу от сигаретных пачек: она имеет бумажную основу, что обеспечивает лучшее приклеивание к резине. З. Токопроводящее покрытие на плате воссоздается с помощью очищенного монтажного провода или токопррводящего клея.
Vova
