BUSCH microtronic 2090

Zlatá osmdesátá

V 80. letech jsem si přestal hrát s východoněmeckými stavebnicemi Pikotron a získal svůj první osmibitový počítač Sinclair ZX81. Vůbec jsem ale netušil – a to donedávna, že v té době existovaly výukové mikropočítačové systémy, které se sice prodávaly v hračkářstvích (na západě) mezi běžnými elektronickými stavebnicemi, ale šlo o jednodeskové počítače, ke kterým bylo možné připojit další elektronické součástky a moduly, které byly součástí balení nebo v dalších stavebnicích daného výrobce.

Oproti klasickým jednodeskovým počítačům (singleboard computers) té doby, byly tyto mikropočítačové systémy určeny začínajícím ajťákům a elektronikům (tedy mládeži) a proto obsahovaly návody, které byly vlastně učebnicemi základů počítačů a elektroniky. Používaly se také při výuce na středních a vysokých školách.

Tím, že tyto počítače byly po stránce hardware i software mnohem jednodušší než dnešní Raspberry Pi či Arduino a nepotřebovali jste k nim samozřejmě PC, bylo možné snáze proniknout do hloubky jejich fungování.

4 bity stačí

Německá firma Busch uvedla svůj mikropočítačový systém na trh v roce 1981 a v německy mluvících zemích se stal velmi populárním, přestože se prodával za 299 západoněmeckých marek, což nebyla žádná láce. Že je populární i dnes, dokazuje například i projekt Michaela Wessela, který postavil emulátor na bázi Arduina. Prodej microtronicu byl ukončen na začátku 90. let. Podívejte se na prospekt k systému. Autorem systému je Jörg Vallen.

Srdcem vlastního mikropočítače je 4-bitový mikroprocesor Texas Instruments TMS 1600, což je trochu překvapivé, protože v té době se již běžně používaly 8-bitové mikroprocesory  Intel 8080, Zilog Z80, Motorola 6800 nebo MOS 6502. Mikroprocesor pracuje s taktovací frekvencí 500 kHz a obsahuje paměti ROM 4 kB a RAM 64 B (128×4 bity; ze 128 registrů je nám k dispozici 32 – viz níže). Externí RAM nabízí 512 B. Bylo možné ji nahradit i pamětí v provedení C-MOS a udržovat pak programy v paměti pomocí baterie.

Klávesnice má 16 hexadecimálních kláves pro zadávání instrukcí a dat a 8 funkčních kláves pro ovládání běhu programu. Mimo klávesnici jsou ještě 2 tlačítka pro další využití.

Jako zobrazovač slouží šestiznakový sedmisegmentový displej. Dále je zde několik signalizačních LED diod (takt 1 Hz, stavy datových výstupů, příznaky nuly a přenosu).

Vstup a výstup jsou 4-bitové, TTL-kompatibilní, s úrovní 5 V (vstup maximálně 9 V), takže je lze využít bez dalšího rozhraní k připojení integrovaných obvodů a tranzistorů.

K napájení slouží zdroj 10 Vss / 250 mA. Cca po dobu 1 hodiny lze systém napájet z 9 V baterie.

Systém obsahuje krystalem řízený generátor 1 Hz a tlačítko pro RESET.

Data je možné nahrávat přes interface na kazety rychlostí 14 znaků za sekundu. Interface nebyl součástí balení.

Součástí balení byly vedle návodů ještě štítky na klávesnici, formuláře pro psaní programů, několik modulů s elektronickými sočástkami (rezistory, tranzistor, piezoměnič), propojovací vodiče a další drobnosti.

Práce se systémem

K programování systému slouží speciálně vyvinutý jazyk (někde nazýván jako 2090 ML, tj. microtronic language) s více než 40 instrukcemi. Některé instrukce jsou poměrně složité a umožňují zjednodušit programování, ale přitom jazyk zůstává z výukových důvodů téměř na úrovni assembleru (přesněji jazyka symbolických adres).

V systému je pevně uloženo několik programů, které lze vyvolat kombinací kláves:

• HALT-PGM-0 : Test systému (je třeba zapojit vodiče podle návodu)
• HALT-PGM-1 : Nahrání programu z kazetového magnetofonu do systému
• HALT-PGM-2 : Uložení programu ze systému na magnetofon
• HALT-PGM-3 : Nastavení času
• HALT-PGM-4 : Zobrazení času
• HALT-PGM-5 : Vymazání paměti
• HALT-PGM-6 : Příkaz NOP vložit na všechny adresy paměti
• HALT-PGM-7 : Hra Nim (odebírání zápalek)

Do externí paměti lze zapsat až 256 instrukcí, které jsou zadávány vždy třemi hexadecimálními znaky. Viz rychlý návod.

Z 32 registrů (ve skutečnosti jde o paměť RAM), které jsou nám programově k dispozici, můžeme 16 (tzv. pracovních) přímo využívat, zatímco k dalším 16 (tzv. paměťovým) přistupujeme prostřednictvím pracovních registrů a speciálních instrukcí.

Vlastní programování začneme tak, že specifikujeme počáteční adresu programu: HALT-NEXT-00. Dále píšeme jednotlivé příkazy a za každým stiskneme NEXT, například:
100 NEXT
F10 NEXT
510 NEXT
FE0 NEXT
C01 NEXT (NEXT je i za posledním příkazem)

Program spustíme pomocí kombinace HALT-NEXT-00-RUN.

Význam všech příkazů a funkčních kláves v němčině a v angličtině.

Připojování součástek

Moduly s elektronickými součástkami se umísťují na pracovní plochu stavebnice a propojují barevnými vodiči, které se proti rozpojení jistí žlutými gumovými špuntíky (obdobně jako u českých stavebnic Voltík).

Pokud potřebujeme přivést na vstupy systému logickou jedničku, získáme ji tak, že připojíme podle návodu (str. 54) 9 V baterii mínusem na zem systému a plusem přes rezistory 4K7 (a případně tlačítka) na dané vstupy.

Součástek je v balení málo neboť se předpokládala spolupráce s dalšími stavebnicemi výrobce.

Více obrázků stavebnice najdete na Pinterestu.

Také se můžete podívat na současné stavebnice firmy Busch.