Mikrorechnerbausatz MRB Z1013

	Mikrorechnerbausatz
Obering. Karl-Heinz Schubert - Y21XE MRB Z 1013	MRB Z1013

Seit einigen Jahren fertigt der VEB ROBOTRON-Elektronik Riesa den MRB Z1013, der nicht nur des Preises wegen von den Elektronikamateuren gefragt ist. Es ist ein fertig bestückter Einplatinen-Mikrorechner der nur noch einen zusätzlichen Netztransformator mit sekundärseitig 12 +/- 2 V/ 1 A erfordert. Gefertigt wird der MRB Z 1013 in 2 Varianten:
- Z1013.01 als Konsumgut mit 16-Kbyte-RAM,
- Z1013.12 als industrieller Steuerrechner mit 1-Kbyte-RAM.
Beide Versionen unterscheiden sich auch in der Taktfrequenz (Z1013.01 -1 MHz; Z1013.12 - 2 MHz). Das hängt damit zusammen, weil ursprünglich für die Amateurvariante keine Standard-CPU U 880 D und andere Standardschaltkreise verwendet wurden, sondern sogenannte Anfalltypen mit eingschränkten Bauelementedaten. Aber findige Elektronikamateure hatten sehr schnell festgestellt, daß die meisten Amateurvarianten des Z1013 auch mit der Taktfrequenz 2 MHz arbeiten. Heute werden alle Z1013-Varianten mit Standardschaltkreisen bestückt. Achtung!
Bei jeglichem Eingriff in die Hardware des MRB Z1013 erlischt für den Hersteller der Garantieanspruch! Eine Reparatur kann nur an einem rechnergestützten Arbeitsplatz vorgenommen werden, der aber nicht auf jede mögliche Veränderung reagieren kann. Das muß man berücksichtigen, wenn man veröffentlichte Verbesserungen zum Z1013 an seinem Gerät realisieren will.
Bild 1 zeigt den Einplatinen-Mikrorechner Z1013 in der Amateurversion Z1013.01. Zum Lieferumfang gehören eine Folienflachtastatur, ein Stück mehrpoliges Flachbandkabel und ein Paar Flachansteckhülsen zum Anschluß der 12-V-Wechselspannung. Eine ausführliche und informationsreiche Dokumentation wird selbstverständlich mitgeliefert. In Tabelle 1 sind die wichtigsten technischen Parameter des Mikrorechnerbausatzes Z1013 zusammengestellt. Zur Inbetriebnahme des Mikrorechners sind weiterhin ein S/W-Fernsehgerät (Kanal 3) und ein Mono-Kassettenbandgerät erforderlich, für deren Anschluß entsprechende Anschlußbuchsen X6 und X5 (Bild 2) vorhanden sind. Am Lötkamm X2 wird die Folienflachtastatur angeschlossen. Die Steckverbinder ermöglichen den Zugang zum 58poligen Systembus (Xl), der kompatibel ist zum K1520, und zum 15poligen PIO-Anwendertor (X4).

Bild 1 Ansicht des Mikrorechnerbausatzes Z 1013.01 - ein Einplatinen-Mikrorechner aus dem VEB Robotron-Elektronik Riesa für den Bevölkerungsbedarf

Tabelle 1

Technische Parameter des Mikrorechnerbausatzes *Z1013*
Bezeichnung:	Mikrorechnerbausatz Z1013
Hersteller:	VEB ROBOTRON-Elektronik Riesa
Bauform:	bestückte und geprüfte Leiterplatte mit abgesetzter Folienflachtastatur
Abmessungen:	215 mm x 230 mm
Stromversorgung:	12 V/l A Wechselstrom (extern)
Mikroprozessor:	U 880 D
Schreib-Lesespeicher:	16-Kbyte-RAM
Festwertspeicher:	2- bzw. 4-Kbyte-ROM (Betriebssystem)
Speichererweiterung:	bis maximal 64 Kbyte (RAM)
Tastatur:	Folienflachtastatur mit 32 Tasten, alphanumerisch
Anzeigegerät:	S/W-Fernsehgerät
Bildaufbau:	32 Zeilen mit je 32 Zeichen, etwa 250 verschiedene Zeichen (Ziffern, Groß- und Kleinbuchstaben, Sonderzeichen, Grafikzeichen)
Grafikmöglichkeiten:	quasigrafisch mit 146 unterschiedlichen Grafiksymbolen
externer Speicher:	Kassettenmagnetbandgerät (Mono)
Ein- und Ausgabe:	8 Kanäle eines E/A-Tores (U 855 D)
externe Anschlüsse:	Buchse Fernsehgerät (VHF, Kanal 3) Buchse Kassettenmagnetbandgerät
Zusatzanschlüsse:	15poliger und 58poliger Steckverbinder
Programmiersprache:	BASIC, Maschinenkode

Bild 2
Verteilung der Anschlußsetellen X1 ... X6 auf der Leiterplatte des MRB Z1013 (nicht maßstabsgerecht)

Stromversorgung

Für die Inbetriebnahme des Z1013 sind die Spannungen +5 V, -5 V und +12 V erforderlich, die aus der zugeführten 12-V-Wechselspannung abgeleitet werden. Für die 5-V-Spannungen sind auf der Leiterplatte Einweggleichrichter vorhanden, wobei +5 V mit einem Festspannungsregler und -5 V mit einer Z-Diode stabilisiert werden. Da sich der Festspannungsregler stark erwärmt, muß man beim Einbau der Mikrorechnerleiterplatte in ein Gehäuse für eine gute Entlüftung sorgen. Für die stabilisierte +12-V-Spannung ist eine Transistor-Stabilisierungsschaltung auf der Leiterpiatte aufgebaut, wobei die Gleichrichterschaltung in Spannungsverdopplerschaltung arbeitet.
Die Stromversorgung ist für den Strombedarf der Baugruppen des Z1013 dimensioniert. Das bedeutet, daß zusätzliche Erweiterungen der Hardware das Netzteil überlasten. Deshalb sollte man gleich einen leistungsstärkeren Netztransformator vorsehen, der sekundär 12 V bei 3 bis 5 A abgibt. Günstiger ist es, einen Netztransformator zu verwenden, der folgende Sekundärdaten hat:

Damit kann dann die Erweiterungsbaugruppe Stromversorgung in Betrieb genommen werden, die der VEB ROBOTRON-Elektronik Riesa inzwischen liefert. Selbstverständlich kann der versierte Elektronikamateur auch im Eigenbau eine leistungsstarke Stromversorgung aufbauen. Für die 5-V-Spannungen eignen sich dafür Transistor-Stabilisierungsschaltungen (Bild 3a/3c) oder solche mit Positiv-Spannungsregler (A1 - B 3170 V) bzw. mit Negativ-Spannungsregler (A2 - B 3370 V), die in Bild 3b/3d dargestellt sind. Als Transistoren VT1/VT2 verwendet man entsprechende Silizium-Leistungstransistoren, VD1 ist eine Z-Diode 5,6 V, VD2 eine Silizium-Gleichrichterdiode SY 351/05. Bei den Spannungsregler-Schaltkreisen wird die gewünschte Ausgangsspannung mit dem Einstellwiderstand R3 eingestellt. Wird dieser nach der Einstellung ausgemessen, kann für R3 ein entsprechender Festwiderstand eingebaut werden. Zur Stabilisierung der 12-V-Spannung eignet sich der Positiv-Spannungsregler ebenfalls.

Bild 3
Schaltungsmöglichkeiten zur Stabilisierung der erfolrderlichen 5-V-Spannung für zusätzliche Baugruppen

Tastatur

Für den Dialog mit dem Mikrorechner Z1013 ist eine Tastatur unerläßlich. Sie ist beim MRB in 4 Zeilen und 8 Spalten organisiert. Die oberen 3 Tastenreihen haben alle eine mehrfache Bedeutung, nur die untere eine einfache. Mit 4 x 8 Tasten können 32 alphanumerische Zeichen realisiert werden. Daher haben die Tasten S1/S2/S3/S4 eine Umschaltfunktion, so daß die anderen Tasten mehrfach nutzbar sind. Mit der Umschalttaste S4 können Steuerfunktionen aufgerufen werden, die den Dialogkomfort, erweitern (Tabelle 2).

Tabelle 2

**Steuerfunktionen mit der Umschalttaste S4**
Tasten	Bezeichnung	Kodierung	Bedeutung
S4/@	DEL	31	Zeichen löschen
S4/A	Alpha	17	Alphaumschaltung
S4/B	INS	26	Einfügen eines Leerzeichens auf die Stelle vor der aktuellen Kursorposition
S4/C	ESC	27	Escape
S4/D	LIST	28	listet BASIC-Programm
S4/E	RUN	29	startet BASIC-Programm
S4/F	CONT	30	Programmfortsetzung
S4/G	Grafik	25	Umschaltung auf Grafik
S4/J	CLLN	2	Eingabezeile löschen
S4/K	STOP	3	Programmabbruch
S4/P	>	8	Kursor nach links
S4/Q	<	9	Kursor nach rechts
S4/R		10	Kursor nach oben
S4/S		11	Kursor nach unten
S4/T	CLS	12	Bildschirm löschen
S4/U	ENT	13	Enter
S4/V	\|<	25	Kursor an den Zeilenanfang
S4/W	>\|	24	Kursor an das Zeilenende

Die Folienflachtastatur hat ihre Tücken; sie hat keinen Druckpunkt, ist nach dem ABC aufgebaut, ständig muß zur Kontrolle der Bildschirm beobachtet werden, der tätige Finger muß eine beträchtliche Kraft aufbringen. Deshalb ist der Einbau eines sogenannten «Tastenpiep» eine wesentliche Erleichterung. Bild 4a zeigt dafür eine Variante, die an die Zeilen leitungen Z0/Z1/Z2 angeschlossen wird. Während die Generatorschaltungen D2.2/ D3.l und D3.2/D3.3. Tonlänge und Tonhöhe bestimmen, muß bei der Verzögerungsschaltung D2.3/D2.4 der Kondensator G so dimensioniert werden, daß bei einem kurzen Tastendruck der Signalton abgegeben wird. Zur Abstrahlung der Tonfrequenz eignet sich ein kleiner Lautsprecher oder eine Hörkapsel. Die Lautstärke kann mit R5 variiert werden. Eine optische Anreige mit Leuchtdiode für die Betätigtng vor allem der SHIFT-Tasten Sl bis S4 zeigt Bild 4b, Anschlußpunkt ist die Zeilenleitung Z3.
Weil die Folienfiachtastatur ihre Tücken hat, gibt es einige Veröffentlichungen zu einer sicherer arbeitenden Tastatur. Eingesetzt wurde die AC 1-Tastatur oder die mitunter erhältliche Tastatur elektronischer Schreibmaschinen. Weil in der Tastatur mit einem einfachen Schaltkontakt jeweils 1 Spaltenleitung mit 1 Zeilenleitung verbunden werden, lassen sich Tastaturen für den MRB Z 1013 auch im Eigenbau herstellen. Das reicht von Hall-Tastenschaltern über einfache Schaltkontakte bis zu Klingelknöpfen. Eine brauchbare Lösung des Tastaturproblems bilden die 6poligen Tastenpulte der Modelleisenbahn, wobei man jeweils 2 Stück in 4 Reihen übereinander und pultförmig anordnet. Die durchgehenden, waagerechten Metallachsen verbindet man mit den Zeilenleitungsanschlüssen, die Spalten werden senkrecht mit Draht oder Litze verbunden und an die Spaltenleitungsanschlüsse angeschlossen.

Bild 4
Stromlaufplan für einen zu ergänzenden "Tastenpiep" (a) und für eine optische Anzeige bei der Betätigung der Umschalttasten S1 bis S4 (b)

Kassetteninterface

Da mit dem Abschalten des Mikrorechners Z1013 alle in den RAMs vorhandenen Informationen verloren gehen, müssen vorher alle erforderlichen Daten auf einer Magnetbandkassette gespeichert werden. Von dieser können sie jederzeit wieder in den Mikrorechner eingelesen werden, wie das ja auch mit dem BASIC-Interpreter geschieht. Das eingebaute Kassetteninterface wird mit dem Kassettenmagnetbandgerät (Mono-Ausführung) über ein einfaches Diodenkabel (kein Überspielkabel) verbunden. Die 5polige Diodenbuchse hat die folgende Beschaltung:

Damit lassen sich sowohl 3- oder 5polige Diodenkabel (Mono oder Stereo) einsetzen. Folgende Pegel sind vorgesehen:

Günstig ist es, wenn das Kassettenmagnetbandgerät eine Handaussteuerung hat, damit man die günstigste Aussteuerung einstellen kann. Außerdem sollte ein Bandlängenzählwerk vorhanden sein, damit ein aufgezeichnetes Programm schnell gefunden wird. Die obere Frequenzgrenze sollte mindestens 8 kHz betragen.. Das Kassetteninterface ist so ausgelegt, daß bei Einsatz des 10-K-BASIC-Interpreters auch Programme der anderen Kleincomputer der DDR-Produktion einladbar sind. Zu beachten ist, daß sich Programme nur bei gleicher Taktfrequenz untereinander verstehen. Das muß man berücksichtigen, wenn umschaltbar mit der Taktfrequenz 1 MHz oder 2 MHz gearbeitet wird.

Bildschirmorganisation

Zur Arbeit mit dem Bildschirm ist der HF-Modulator des Mikrorechners Z1013 mit dem Antenneneingang des S/W-Fernsehempfängers zu verbinden, der auf den VHF-Kanal 3 abgestimmt wird. Als Anschlußkabel eignet sich Koaxialkabel, aber auch das wesentlich dünnere abgeschirmte Mikrofonkabel ist dafür brauchbar. Gearbeitet wird mit 32 Zeilen zu je 32 Zeichen, so daß 1024 Bildspeicherplätze belegt werden können, von denen jeder eine Adresse aufweist. Der Bildwiederholspeicher hat eine Kapazität von 1 Kbyte. Mit der Anweisung WINDOW kann innerhalb des 32 x 32-Rasters ein Ausgabefenster festgelegt werden. Die POKE-Anweisungen erlauben die direkte und schnelle Ansprache der einzelnen Bildspeicherpläüze. Für eine quasigrafische Darstellung stehen 146 verschiedene Grafiksymbole zur Verfügung.

BASIC-Interpreter

Der beim Mikrorechner Z1013 vorgesehene BASIC-Interpreter ist als 3-K-BASIC eine stark vereinfachte Sprachversion (Tiny-BASIC), die nur mit größerem Aufwand einen Programmaustausch erlaubt. Inzwischen gibt es im Softwareangebot für Amateure einen 10-K-BASIC-Interpreter, der etwa dem entspricht, der bei Kleincomputern KC 85/3 bzw. KC 87 verwendet wird.

Monitorprogramm

Das Betriebssystem (Monitorprogramm) ist auf einem 2-Kbyte-ROM fest eingespeichert. Ab Juli 1987 wird der MRB Z1013 mit getypten Bauelementen geliefert, die Taktfrequenz ist 2 MHz, verwendet wird ein 4-Kbyte-ROM für das Betriebssystem, das weitgehend dem der anderen Kleincomputer der DDR-Produktion entspricht.

PIO-Port

An der Buchse X4 ist eine 8-bit-Schnittstelle, die für einfache Steuer- und Regelungsaufgaben zur Verfügung steht und als Eingabe-/Ausgabe-Tor (E/A-Tor) arbeitet. Unter Einbeziehung der Spaltenauswahlleitungen kann auf 8 Kanäle für ein- oder ausrugebende Informationen erweitert werden. Da 10 unterschiedliche E/A-Ports am Steckverbinder möglich sind, können maximal 80 Kommandoleitungen zur Verfügung gestellt werden, die sich in Ein- oder Ausgabeleitungen aufteilen lassen.

Software

Im Handbuchteil IIB sind schon unterschiedliche Programme enthalten so ein Reassembler für U 880-D-Befehle, der 3-Kbyte-BASIC-Interpreter und mehrere Spiel- und Beispielprogramme, letztere zum Teil in BASIC notiert. Weitere Software ist auf Magnethandkassette erhältlich (VEB ROBOTRON-Vertrieb Berlin). Natürlich wird auch fleißig Software unter den Z1013-Besitzern ausgetauscht. Beachtenswert sind auch die Z1013-Tagungen, die Ende 1987/Anfang 1988 von der TU Dresden und vom Pionierpalast der Republik in Berlin organisiert wurden. Inzwischen hat auch der VEB ROBOTRON-Elektronik Riesa eine Broschüre von H. Gutzer und G. Hutterer mit dem Titel «BASIC mit dem Z 1013» zum Preis von 7,50 M herausgegeben, die eine Vielzahl BASIC-Programme enthält.
Veröffentlichungen zum MRB Z1013 findet der Leser vor allem in den Zeitschriften FUNKAMATEUR und practic, mitunter auch in Jugend und Technik, Mikroprozessortechnik und radiofernsehen-elektronik.

Erweiterungsbaugruppen

Vom VEB ROBOTRON-Elektronik Riesa wurden inzwischen einige Erweiterungsbaugruppen herausgebracht, die eine Erweiterung der Grundausbaustufe unkompliziert machen.
Die Baugruppe Baugruppenträger ist eine Anschlußschnittstelle für weitere Baugruppen. Sie enthält 4 Steckplätze für solche Baugruppen, dazu Adreß-, Daten- und Steuerbustreiber. Eine Interruptprioritätenkette ist möglich.
Die Baugruppe Stromversorgung realisiert die erforderlichen Versorgungsspannungen für Erweiterungsbaugruppen:

Der zusätzlich erforderliche Netztransformator muß sekundärseitig 2 x 6 V - 2 A und 2 x 12 V -1 A abgeben.
Zur Erweiterung des Speicherbereichs für Festwertspeicher gibt es die Baugruppe ROM-Modul die 4 Steckplätze für EPROM-IS enthält. Einsetzbar sind 1-K-, 2-K- oder 4-K-EPROM, die untere Adreßgrenze ist einstellbar.
Für die Einrichtung der digitalen Ein-/Ausgabe-Schnittstelle zwischen Mikrorechnerbausatz Z1013 und externen Geräten gibt es die Baugruppe E/A-Modul Sie enthält 24 programmierbare E/A-Leitungen, eine serielle V.24-Schnittstelle u. a.

Elektronisches Jahrbuch 89 - S.70-77