Joyce mit ext. RESET und resetfester RAM‑Disk

Nachdem ich seit unserem diesjährigen Klubtreffen nun Besitzer einer Original-Joyce bin, konnte ich nicht umhin an dem guten Stück etwas zu schrauben. Der vordergründigste Hardware-Hack war das 3" Floppy-Laufwerk (Drive-A), das altehrwürdige Teil musste einem GOTEK weichen.

Wenn schon das Monitorgehäuse offen ist, so mein Gedanke, dann gleich richtig umbauen. Expliziert: Neben den beiden Gotek's auch gleich einen Reset-Taster. Der Taster löst einen kurzen TTL-Puls am Reset-Pin des ASIC's aus und startet so das System neu. Der Umweg über einen TTL-Puls statt simplen Kontakt begründet sich aus dem Umstand, dass es dabei darum geht, den Inhalt der RAM-Disk zu erhalten. Die DRAM's erwarten einen stetigen Refresh, wird dieser jedoch zu lang unterbunden, verlieren sie ihren Inhalt. Der Reset-Puls ist so kurz, das die kurze Pause im Refresh problemlos verkraftet wird. Wie die kleine PCB mit dem Monoflop auf's Mainboard kommt, der Taster in die Gehäuseseitenwand und der Patch ins CPM, ist im Readme des nachfolgenden gezippten Berichts nachzulesen.

Kurt Müller, Oktober 2024

Reset-Taster am JOYCE

Jeder, der einmal auf seinem PCW programmiert hat, wird sich die Haare gerauft haben, wenn sich der Rechner mal wieder vom System verabschiedet hat. Das Ausschalten des Computers und somit das Löschen der RAM- Disk ist die zwingende Folge. Der Ruf nach einem Reset-Taster wird daher immer lauter. Mit einem Kostenaufwand von nicht einmal fünf Mark läßt sich ein solcher Reset-Taster realisieren, bei dem die RAM-Disk als Krönung mit einem gepatchten CP/M erhalten bleibt.

Um diesen Reset-Taster zu bauen, muß man erst einmal wissen, wie ein hardwaremäßiger Reset vom Rechner ausgeführt wird.

Dazu betrachtet man am besten nachfolgende Abbildung. Hier sieht man links den Widerstand R106 und darunter den Kondensator C124. Wenn der Rechner nun angeschaltet wird, lädt sich der Kondensator über R106 langsam auf. Nach einer Zeit von ungefähr 0,4 Sekunden ist der Kondensator auf drei Volt aufgeladen, was den Rechner dazu veranlaßt, seinen Betrieb aufzunehmen. Der Reset, den er bis dahin ausgeführt hat, ist nun beendet. Um also einen künstlichen Reset zu erzeugen, muß man den Kondensator entladen. Dabei gibt es jedoch noch ein Problem, das nicht ganz unerheblich ist: Während der Rechner einen Reset ausführt, vergißt er, die Speicherchips mit den lebensnotwendigen Refresh-Impulsen zu versorgen. Die Folge ist ein Löschen der RAM-Disk, was aber nicht Sinn und Zweck des Tasters darstellen soll. Um diesen Effekt zu verhindern, wurde die kleine Schaltung entworfen, die bei Betätigung des Tasters einen Negativimpuls von 0.1 Millisekunden an den Kondensator ausgibt. Diese Zeit entspricht den notwendigen Anforderungen:

o	C124 wird soweit entladen, daß der Rechner einen Reset ausführt, und
o	die Reset-Zeit ist so kurz, daß die Speicherchips die Zeit auch ohne das Refresh-Signal verlustlos überstehen.

Die Schaltung besteht im wesentlichen aus dem IC SN74121. Dabei handelt es sich um ein nicht retriggerbares Monoflop. Dieses IC wurde so beschaltet, daß es bei einer negativen Schaltflanke an Pin 3 und 4 einen negativen Impuls an Pin 1 ausgibt. Durch den Pullup-Widerstand haben die Pins 3 und 4 normalerweise einen Highpegel, also etwa fünf Volt. Ein Taster, der gegen Masse geschaltet ist, bewirkt einen Wechsel des Pegels auf Low. Dabei entsteht die negative Schaltflanke, die vom IC als Signal ausgewertet wird. Über dem Taster befindet sich ein l00-nF-Kondensator, der das Kontaktprellen des Tasters glättet. Diese Maßnahme ist wahrscheinlich nicht direkt nötig, wegen einer zuverlässigen Funktion des Tasters empfiehlt sie sich jedoch. Über den Pins 10, 11 und 14 liegen die für die Länge des erzeugten Impulses verantwortlichen Bauelemente, ein Widerstand von 3,3 kOhm und ein Kondensator von 47 nF. Laut Datenbuch beträgt die Länge des lmpulses 0,7*C*R (C in F und R in Ohm). Diese Werte für Kondensator und den Widerstand sollten unbedingt eingehalten werden, damit der Impuls den Erfordernissen des Rechners entspricht. Die eigentliche Verbindung zum PCW wird nun über Pin 1 hergestellt, an dem der Negativimpuls zur Verfügung steht.

Der Nachbau

Als erstes wird das Netzkabel aus der Steckdose gezogen. Danach werden die sechs Schrauben auf der Rückseite des Gerätes mit einem langen Kreuzschlitzschraubendreher entfernt. Zwei lange oben links und rechts, zwei dicke unten links und rechts und zwei kurze in der Mitte. Die Monitorrückwand läßt sich nun problemlos abziehen. Dem Betrachter müßte sich nun folgendes Bild bieten: links sitzen die beiden Diskettenlaufwerke, rechts daneben der Blechkasten mit dem eigentlichen Rechner, unten ist die Monitorplatine eingeschoben.

Zum Einbau des Tasters muß der Blechkasten mit dem Rechner herausgezogen werden. Dazu müssen zunächst die Verbindungen zum restlichen Gerät getrennt werden. Dabei handelt es sich um die Stromversorgung der Platine, das Tastatur- und das Monitorkabel, drei Massekabel und das Datenkabel zu den FIoppys. Die drei Massekabel sind mit Schrauben befestigt, die gelöst werden müssen.

Die Stromversorgung und das Tastatur- beziehungsweise MonitorkabeI sind lediglich gesteckt, so daß diese problemlos von der Platine abgezogen werden können. Der Kasten kann nun aus seiner Position herausgezogen und durch Entfernen der restlichen kleinen Blechschrauben geöffnet werden. Die untere Abdeckung braucht nicht abgenommen zu werden, da alle Arbeiten auf der Oberseite der nun offenliegen Platine vorgenommen werden.

Nachdem der Lötkolben aufgewärmt wurde, kann man beginnen, die Schaltung gemäß obiger Abbildung nachzubauen.

Da die Schaltung aus extrem wenigen Bauteilen besteht, kann man sie der Einfachheit halber mit etwas Geschick direkt auf dem Chip aufbauen. Um ausreichende Kontaktflächen zu erhalten, werden zunächst alle 14 Pins des IC um 90 Grad zur Seite weggebogen. Diese Methode hat den Vorteil, daß man die Schaltung später auf der Platine durch den Bauch des IC festkleben kann. Der 3k3-Widerstand muß an Pin 14 und 11 gelötet werden. Dazu biegt man einen Anschlußdraht des Widerstandes um 80 Grad, so daß er parallel zu dem anderen Draht erscheint. Die Drähte werden nun zirka 5 mm vom Widerstandsende in gleicher Höhe abgekniffen. Der Widerstand wird danach bündig an das IC angelötet. Der 47-nF-Kondensator wird in ähnlicher Weise befestigt. Nachdem auch seine Enden gekürzt wurden, werden sie an Pin 11 und an Piin 10 festgelötet. Mit einem der abgekniffenen Drähte wird eine Verbindung von Pin 14 zu Pin 5 hergestellt. Es ist darauf zu achten, daß der Draht direkt über das IC verläuft, damit keine Kurzschlüsse entstehen können. Der 10k-Widerstand wird nun so wie der 3k3 Widerstand gebogen und gekürzt.

Er muß nun an Pin 3 und 5 gelötet werden, wobei ein Drahtende dazu verwendet werden kann, auch die Verbindung von Pin 3 zu Pin 4 herzustellen. Ist all dies geschehen und sind eventuelle Fehler beseitigt, lötet man eine Ader eines zweiadrigen, zirka 50 cm langen Kabels an Pin 3 oder 4 und die andere Ader an Pin 7. Das andere Ende des Kabels wird an die Fahnen des Tasters gelötet, wobei auch der 1OO-nF- Kondensator an den Taster gelötet wird. Damit ist die eigentliche Schaltung fertig, und man kann die Verbindung zur Platine herstellen.

Zunächst muß man sich auf der Platine den Widerstand R106, die Diode D1O1 und den Kondensator C124 suchen. An der Kathode der Diode (die Seite mit dem Balken) kann die Versorgungsspannung von +5 Volt für das IC abgelegt werden. Es muß also ein Kabel von diesem Punkt zu Pin 14 des lCs gelegt werden. Die Masseverbindung erfolgt über Pin 7 zu einem Massepunkt der Platine. Mögliche Stellen sind dabei zum Beispiel die großen Masseflächen am Rand der Platine oder ein Durchkontaktierungspunkt der von C 124 ausgehenden Masseleitung. Bei der nun folgenden letzten Lötaktion muß ein Kabel von Pin 1 des lC zu der Anode von D101 gelegt werden. Sind die Arbeiten abgeschlossen und alle Kontakte nochmals überprüft worden, kann der Chip mit der daraufaufgebauten Schaltung auf die Platine geklebt werden. Geeignet dazu sind alle Stellen, die keine Bauteile besitzen. Mit noch etwas Klebeband kann die Schaltung zusätzlich fixiert und gegen ungewollte Kontakte mit der restlichen Platine oder dem Metallgehäuse geschützt werden. Das Gehäuse kann nun wieder geschlossen werden.

Über den Ort der Befestigung des Tasters kann jeder selbst entscheiden. Dort, wo man ihn hin haben möchte, muß man dann nur noch ein Loch mit einem dem Taster entsprechenden Durchmesser bohren.

Die Software

Eine kleine Änderung des Betriebssystems wird notwendig, wenn man erreichen will, daß bei einem Reset die RAM-Disk nicht gelöscht wird.

Zu diesem Zweck wird nach dem Verfahren von Stefan Cordes aus dem PCW-Sonderheft 3 vorgegangen. Zuerst muß SID.COM geladen werden. Danach wird das Betriebssystem durch Eingabe von "rJ14GCPM3.EMS" in den Arbeitsspeicher geholt, um die für das Löschen der RAM-Disk verantwortlichen Bytes tu ändern. Dies geschieht zuerst durch Eingabe von s6C86. Es erscheint dann auf dem Bildschirm die Buchstabenkombination CD. Im folgenden sind statt der auf dem Bildschirm erscheinenden hexadezimalen Zahlen die Werte 3e, 03, cd, 51, fc, 3a, 01, 40, fe, f0, 38,10, 3e, e5, 32, 00, 40, 21 00, 00, 40, 11, 01, 40, 01, ff, 1f, ed, b0, af, cd, 51, fc, 00 einzugeben, wobei statt der Kommas zwischen den Zahlen natürlich jeweils RETURN zu drücken ist. Jetzt müßte auf dem Bildschirm 6CA7 CD stehen. Ist dies der Fall, ist . (Punkt) + RETURN einzugeben. Danach kann mit dem Kommando wJ14GCPM3.EMS (RETURN) das geänderte Betriebssystem zurück auf die Diskette geschrieben werden. Die Änderung ist vollbracht. Bei Drücken des Reset-Tasters müßte der PCW nun auch aus dem tiefsten Systemabsturz hochbooten, wobei die RAM-Disk mit dem geänderten CP/M erhalten bleibt. [Per Klick können die benötigten Dateien downgeloadet werden.]

Die benötigten elektronischen Bauelemente sollten Sie bei Ihrem Elektronikfachhändler ohne Probleme beziehen können.

Bernhard Graßhoff, (c) 1991, 2000