1.3. Принципиальная схема
В этом разделе приведены подробные принципиальные схемы процессорного модуля и пультов, а также рассмотрен вариант построения картриджа с программным обеспечением 8-разрядных игровых приставок DENDY.1.3.1. Модуль процессора
В игровой приставке DENDY обычно имеются три платы:
* центрального процессора;
* выходных разъемов;
* ВЧ модулятора и стабилизатора.
Между собой платы соединены гибкими плоскими (ленточными) кабелями. Иногда встречаются варианты, выполненные на одной или двух печатных платах, однако это не влияет на схему приставки.
Первоначально игровые приставки содержали несколько микросхем различной степени интеграции, причем основными являлись микросхемы центрального процессора и видеопроцессора.
Развитие микроэлектроники привело к тому, что игровые приставки теперь включают только БИС типа UM6561 или ее аналог. В этой микросхеме на одном кристалле расположены центральный и графический процессоры, память и регистры ввода/ вывода.
Многие видеоприставки корейского производства вместо одной UM6561 используют несколько микросхем (обычно две или три). Однако принцип работы приставки и сигналы на выходных разъемах в таком случае не изменяются, поэтому данные варианты схемы здесь рассматриваться не будут.Многокристальный вариант
Принципиальная схема первого варианта игровой приставки DENDY, изготовленного с применением нескольких микросхем различной степени интеграции, приведена на рис. 1.12.
Итак, основой игровой приставки является микросхема центрального процессора (IC1). Работа процессора синхронизируется внешним генератором тактовых импульсов, выполненным на транзисторах Q1 и Q2, частота которого стабилизирована кварцем X1 (21,251465 МГц).
Сигналы всех внутренних шин (адреса A0 - А15, данных DO - D7 и управления) игровой приставки выведены на разъем XS1, к которому подключается картридж. Шины данных (выводы IC1/21-28), адреса (выводы IС1/4-19) и управления (выводы IС1/31,34) соединяют центральный процессор (IC1) с микросхемой ОЗУ (IC3) и видеопроцессором (IC2).
Дешифратор адреса на микросхеме 74LS139 (IC8) вырабатывает сигналы, разрешающие другим микросхемам обмениваться данными с центральным процессором. На входы дешифратора поступают три старших разряда шины адреса А13 - А15 (выводы IС8/2,3,13) и сигнал М2 (вывод IC8/14). Если процессор работает с памятью, установленной в картридже, то сигнал ВЗ на выводе IC8/9 имеет низкий уровень. Когда обмен данными происходит с встроенным ОЗУ приставки (IC3), низкий уровень принимает сигнал АО на выводе IC8/4. Сигнал низкого уровня на выводе IC8/5 свидетельствует о том, что центральный процессор задействует микросхему видеопроцессора IC2.
На одном кристалле с центральным процессором расположены также звуковой процессор игровой приставки и схема дешифратора адреса портов ввода/вывода. 
Выходные сигналы первого и второго аудио-каналов микшируются и поступают на выход AU1 (вывод IС1/1), а сигналы остальных каналов - на выход AU2 (вывод IC1/2). Полный сигнал звукового сопровождения образуется путем смешивания в схеме, выполненной на резисторах R8 - R12 и конденсаторе С7, а затем подается на выходной разъем игровой приставки и на вход модулятора, формирующего ВЧ сигнал.
На выводы IС1/39-37 передаются три разряда числа (D0, D1 и D2), записываемого в порт 4016h.Каждый раз, когда процессор производит чтение из порта с адресом 4016h, па выходе СК1 (вывод IС1 /36) появляется импульс низкого уровня. А если процессор читает из порта с адресом 4017h, аналогичный импульс формируется на выходе СК2 (вывод IC1/35).
Выходные сигналы игровых пультов и светового пистолета передаются на шину данных через два буферных регистра IC6 и IC7 (типа 74НС368).
Микросхема видеопроцессора IC2 совместно с микросхемой видеопамяти IC4 выдает полный
видеосигнал. IC2 и IC4 связаны шинами адреса, данных и управления. Микросхема видеопамяти IC4 аналогична микросхеме основного ОЗУ.
Обратите внимание: в видеопроцессоре IC2 одни и те же выводы (IC2/31-37) применяются как шина данных и как шина адреса. Сначала сюда поступают младшие восемь бит адреса ячейки видеопамяти. При появлении сигнала низкого уровня на выходе ALE (вывод IC2/39) эти данные запоминаются в буферном регистре IC5 (74LS373). Затем на выходе ALE устанавливается напряжение высокого уровня, на выводах IC2/26-30 остаются старшие разряды адреса, а выводы IC2/31-37 используются как шина данных.
Сигналы шин видеопроцессора также выведены на разъем подключения картриджа XS1.
Полный видеосигнал с выхода VIDEO OUT видеопроцессора (вывод IC2/21) поступает через эмиттерный повторитель, выполненный на транзисторе Q3, на выходной разъем VIDEO OUT и на модулятор.
Каскад усиления видеосигнала в некоторых моделях может отсутствовать.Теперь мы вкратце расскажем об основных отличиях от базовой схемы, присутствующих в других моделях. Все они касаются используемых разъемов и назначения отдельных выводов.
Существуют два основных варианта конструкции рассматриваемой игровой системы. Приставка NES оснащается 72-контактным разъемом для подключения картриджа, 48-контактным разъемом расширения и 7-контактными разъемами для подключения игровых пультов. Игровая приставка FAMICOM (DENDY) программно полностью совместима с приставкой NES, но использует 60-контактный разъем для подключения картриджа, 15-контактный разъем расширения и 9-контактные разъемы для подключения игровых пультов.
Разводка всех разъемов игровой приставки DENDY приведена на рис. 1.13а-в, а приставки NES - на рис. 1.13г-е. Однокристальный вариант
Принципиальная схема однокристального варианта игровой приставки DENDY приведена на рис. 1.14.
Здесь функции центрального процессора, видеопроцессора и памяти выполняет одна БИС типа UM6561. Частоту внутреннего тактового генератора стабилизирует кварцевый резонатор XI (26,601712 МГц). Иногда схема тактового генерато¬ра содержит также транзистор.
Большинство выходных сигналов подаются непосредственно на разъем картриджа XS4. Часть сигналов поступает на разъемы для подключения игровых пультов XS1, XS2 и разъем расширения XS3.
Видео- и аудиосигналы передаются на выходные разъемы игровой приставки и на вход модулятора, иногда через транзисторные усилители. Выходные разъемы
В приставке DENDY имеются два или три разъема для подключения пультов, светового пистолета и других периферийных устройств. Разъемы могут быть трех типов: 7-, 9- и 15-контактные.
Игровые пульты разрешается подсоединять к 7-1 или 9-контактному разъему для подключения пульта или к 15-контактному разъему расширения приставки, световой пистолет - только к 7- или 15-контактному разъему, другие устройства - к 15-контактному разъему.
Для подключения пультов служат два 9-контактных разъема и один 15-контактный разъем расширения. Картридж приставки DENDY использует 60-контактный разъем, расположенный сверху.
В игровой приставке NES для игровых пультов предназначены два 7-контактных разъема и один 48-контактный разъем расширения.
Для подключения картриджа в приставке NES применяется 72-контактный разъем, отличающийся от 60-контактного наличием дополнительных цепей, соединенных с разъемом расширения. На этот разъем выведены сигналы шин видеопроцессора и центрального процессора.
Внешний вид разъемов игровой приставки DENDY и назначение отдельных контактов приведены на рис. 1.13. Разъем расширения (рис. 1.136) рассматривается ниже, поскольку именно он наиболее   удобен для подключения различных дополнительных устройств.
На контакт 2 (AUDIO IN) подается звуковой сигнал, который смешивается с выходными сигналами звукового процессора.
Контакты 4-8 (J2 DO - J2 D4) представляют собой входы соответствующих разрядов порта второго джойстика. Коды сигналов с этих входов можно получить из порта 4017h командой LDA $4017.
Вход J1 D1 (контакт 13) подсоединен к разряду D1 порта 4016h.
При обращении центрального процессора к портам с адресами 4016h и 4017h на выходах CLK1 (контакт 14) и CLK2 (контакт 9) формируются кратковременные импульсы низкого уровня. На выходы OUT0 -OUT2 (контакты 10-12) передаются разряды DO -D2 слова, записываемого в порт 4 016h.
На вход IRQ (контакт 3) поступает сигнал запроса прерывания. 1.3.2. Картридж
Сменный модуль игровой приставки DENDY - картридж - содержит обычно две микросхемы ПЗУ или ОЗУ.
Одна микросхема ПЗУ подключается к видеопроцессору и хранит информацию знакогенераторов. Вместо ПЗУ знакогенераторов в некоторых картриджах используется микросхема статического ОЗУ. Другая микросхема ПЗУ с программным обеспечением подсоединяется к центральному процессору. Иногда на плате картриджа располагается дополнительное ОЗУ с питанием от литиевой батареи, которое предназначено для сохранения игровой ситуации.
Практически во всех картриджах, за исключением самых простых, имеется микросхема контроллера страниц памяти, выполняющая функцию программируемого дешифратора адреса.
Конструктивно картридж приставки DENDY представляет собой защитный пластмассовый корпус размерами 105x90x20 мм с ключом в виде двух скосов для правильной установки. В нем располагается печатная плата с 60-контактным разъемом и установленными бескорпусными микросхемами: ПЗУ, ОЗУ и контроллера страниц.
Принципиальная схема игрового картриджа без дополнительного ОЗУ с контроллером страниц типа МВС1 приведена на рис. 1.15.
Картридж состоит из двух микросхем ПЗУ (IC1 и IC2) и контроллера страниц памяти IC3. Микросхема IC1 (27С128) - это ПЗУ видеопроцессора! с записанными в нем знакогенераторами.
В адресное пространство видеопроцессора отдельные страницы ПЗУ помещаются по адресам 0000h - 1FFFh. Младшие разряды адреса поступают на микросхему IC1 непосредственно с соответствующих контактов разъема XS1. Старшие разряды
Рис. 1.15. Принципиальная схема картриджа игровой приставки DENDYадреса VA12 и VA13 формирует микросхема контроллера страниц памяти IC3.
Выбор микросхемы ПЗУ происходит при наличии сигнала низкого уровня на входе CS (вывод IC1/20), подключенном к линии VA13 шины адреса видеопроцессора. Данные передаются с выходов ПЗУ на контакты разъема XS1.
Микросхема IC2 (KONAMI ROM 1Mbit) представляет собой масочное ПЗУ с записанной в нем программой емкостью 1 Мбит (128 Кб). Младшие разряды адреса А0 - А13 поступают с соответствующих контактов картриджа, а старшие разряды адреса А14 - А16 генерирует контроллер страниц памяти IC3. Сигнал CS, разрешающий работу ПЗУ IC2, также передается с микросхемы IC3.
IC3 является программируемым дешифратором адреса, формирующим старшие разряды адреса для микросхем ПЗУ IC1 и IC2. Она также вырабатывает сигнал VA10', от уровня которого зависит выбор режима отражения экранных страниц.
В рассматриваемом картридже часть выходов не подключена, поэтому возможности микросхемы используются не полностью. 1.3.3. Модулятор
Модулятор игровой приставки DENDY получает сигнал изображения от микросхемы видеопроцессора IC2 и звуковой сигнал от микросхемы центрального процессора IC1 и формирует полный телевизионный ВЧ сигнал в одном из метровых диапазонов. Схема модулятора не стандартизирована и определяется, как правило, фирмой-изготовителем. Однако принцип работы и состав основных узлов всегда одинаковы, так что изменения схемы не должны вызывать затруднений при ремонте.
Принципиальная схема одного из возможных вариантов ВЧ модулятора приведена на рис. 1.16.
Задающий ВЧ генератор выполнен на высокочастотном транзисторе Q2 (аналог транзистора
КТ368А). Он формирует несущую частоту одного из телевизионных каналов. Обычно рабочая частота генератора приставки находится в пределах 170— 230 МГц и определяется элементами L1, С8 - C11 1, R9 - R11. Регулировка частоты производится изменением индуктивности катушки L1.
Генератор, реализованный на транзисторе Q1 (аналог транзистора КТ3102), формирует поднесущую звука для полного телевизионного сигнала. Выходной сигнал генератора модулируется сигналом звуковой частоты, поступающим через цепь R4, С1 с входа AUDIO IN (контакт 4 разъема CN1).
В зависимости от страны-изготовителя приставки частота генератора составляет 5,5 или 6,5 МГц. Точная подстройка частоты сигнала осуществляется вращением сердечника трансформатора Т1.
Смеситель, выполненный на диодах D1, D2 (аналог диода КД503А), трансформаторе Т2 и транзисторе Q3, формирует полный ВЧ телевизионный сигнал. На вход смесителя поступает сигнал задающего генератора и низкочастотный видеосигнал с контакта 3 разъема CN1. С выхода смесителя ВЧ сигнал передается через согласующую цепь С15, L3 на выходной разъем RF OUT процессорного модуля.1.3.4. Игровые пульты
Для игровой приставки DENDY существует около десяти различных видов игровых пультов. Однако наибольшее распространение получили стандартный игровой пульт, входящий в Комплект поставки, турбо-пульт с дополнительными кнопками и световой пистолет.
Ниже рассмотрены принципиальные схемы этих устройств, а также схема адаптера для одновременного подключения четырех пультов.Стандартный игровой пульт
Стандартный игровой пульт для приставки DENDY состоит из подвижной крестовины и четырех отдельных кнопок. Внутри пульта установлена бескорпусная микросхема регистра сдвига, являющаяся аналогом микросхемы HEF4021B. В случае отсутствия оригинальной микросхемы можно использовать практически любой 8-разрядный регистр сдвига.
Принципиальная схема стандартного пульта приведена на рис. 1.17.
Рис. 1.17. Принципиальная схема стандартного игрового пульта для приставки DENDY
При нажатии кнопки во время игры на соответствующий вход сдвигового регистра подается сигнал низкого уровня. Высокий уровень при разомкнутых кнопках обеспечивается соединением входных линий регистра с шиной питания +5 В через резисторы сопротивлением 10-68 кОм.
Состояния входов в регистре IC1запоминаются при поступлении импульса высокого уровня на вход РЕ микросхемы. После этого по отрицательному фронту сигнала на входе CLK (вывод IC1/10) происходит сдвиг содержимого регистра и выдача старшего разряда по шине D0
У второго игрового пульта, поставляемого вместе с приставкой, могут отсутствовать кнопки START и SELECT, однако на схему пульта и принцип его работы это не влияет.Турбо-пульт
Принципиальная схема турбо-пульта для игровой приставки DENDY приведена на рис. 1.18.
Единственное отличие турбо-пульта от стандартного заключается в наличии дополнительного выхода Т6 Hz у микросхемы сдвигового регистра и двух дополнительных кнопок TURBO А и TURBO В, соединенных с этим выходом.
Внутренний генератор микросхемы пульта формирует на выходе Т последовательность импульсов частотой 6-10 Гц. Таким образом, нажатие и удерживание кнопки TURBO А аналогично нажатию и отпусканию кнопки А с интенсивностью 6 раз в секунду. Применение данных кнопок уменьшает износ клавиш пульта, поскольку кнопки А и В обычно используются в игре при стрельбе.
Рис. 1.18. Принципиальная схема турбо-пульта для игровой приставки DENDYАдаптер для подключения четырех пультов
В некоторых играх могут участвовать до четырех игроков. В этом случае четыре игровых пульта параллельно подключаются к разъемам игровой приставки через специальный адаптер.
Принципиальная схема адаптера приведена на рис. 1.19.
Как видно из принципиальной схемы, основной задачей адаптера является обеспечение считывания информации с пультов 1 и 3 во время поступления первых восьми синхроимпульсов, и с пультов 2 и 4 -при следующих восьми.
Сигнал синхронизации, поданный по линии STRB, фиксирует состояние пультов в их внутренних регистрах и осуществляет начальную установку схем адаптера.
В течение первых восьми синхроимпульсов на выходах Q8 счетчиков IC1 и IC2 формируются сигналы низкого логического уровня, что обеспечивает поступление синхроимпульсов на пульты 1 и 3, а также передачу информации от этих пультов на входы игровой приставки.
После восьмого синхроимпульса, пересылаемого от игровой приставки при чтении из порта ввода/ вывода, на выходе Q8 соответствующей микросхемы (IC1 или IC2) появляется сигнал высокого логического уровня (лог. 1), что приводит к переключению коммутатора IC3 или IC4 и подсоединению к разъемам приставки пультов 2 или 4 соответственно. Световой пистолет
На рис. 1.20 приведены возможные варианты принципиальной схемы светового пистолета игровой приставки DENDY.
В качестве светочувствительного элемента здесь используется фототранзистор. В самых дешевых приставках его иногда заменяют фотодиодом, что приводит к ухудшению чувствительности устройства.
Сигнал с выхода фотодиода через разделительный конденсатор С1 поступает на усилитель, выполненный на транзисторе Q1. С коллектора этого транзистора инвертированный сигнал через контакт 5 по цепи D4 передается в процессорный модуль игровой приставки.   Если пистолет направлен на телевизионный экран, то на выходе D4 формируется импульсный сигнал с частотой, равной периоду кадровой развертки.
Курок светового пистолета соединен с кнопкой с нормально замкнутыми контактами. Если курок отпущен, контакт разъема D3 соединен с общим проводом. При нажатии курка контакты размыкаются, и на входе D3 появляется сигнал высокого логического уровня, который обеспечивается за счет подключения этой цепи внутри игровой приставки через резистор 10-51 кОм к шине +5 В. 1.3.5. Блок питания
Блок питания игровой приставки DENDY состоит из внешнего сетевого адаптера и внутреннего стабилизатора.Задачей внешнего сетевого адаптера является преобразование сетевого напряжения ~220 В в постоянное напряжение 9-12 В, которое передается на внутренний стабилизатор игровой приставки.
Принципиальная схема сетевого адаптера DENDY представлена на рис. 1.21.
При ремонте блока следует помнить, что на выходном разъеме центральный контакт соединен с общим проводом. Нестабилизированное напряжение с адаптера поступает на внутренний стабилизатор игровой приставки, выполненный на микросхеме AN7805 или на транзисторе и расположенный в процессорном модуле. На выходе стабилизатора формируется постоянное напряжение +5 В.
Принципиальные схемы двух вариантов стабилизатора напряжения питания игровой приставки DENDY приведены на рис. 1.22 и в дополнительном описании не нуждаются.
Рис. 1.22. Принципиальные схемы стабилизатора напряжения питания игровой приставки DENDY1.4. Характерные неисправности
Приставка не включается
Возможные причины: неисправность сетевого адаптера или внутреннего стабилизатора; короткое замыкание или обрыв цепей питания; неисправность картриджа; неисправность процессорного модуля. Алгоритм поиска неисправности:
1. Измерить выходное напряжение сетевого адаптера. Если оно превышает 9-12 В, заменить сетевой
адаптер. Практика показывает, что наиболее часто сбои вызваны диодами выпрямительного моста. Если вышел из строя трансформатор, подойдет любой источник питания с выходным напряжением 9-12 В и допустимым током нагрузки 500 мА.
2. Отключить от процессорного модуля пульты, картридж и модулятор, после чего проверить блоки игровой приставки на отсутствие коротких замыканий. Если короткое замыкание обнаружено, после его устранения проверить стабилизатор и установленный в нем низкоомный резистор. При возникновении перегрузки обычно происходит обрыв одного из печатных проводников в цепи питания, поэтому необходимо тщательно осмотреть платы и убедиться в целостности проводников.
З. .Если короткое замыкание отсутствует, проверить внутренний стабилизатор игровой приставки. Напряжение на выходе стабилизатора должно находиться в пределах 5±0,1 В; в противном случае в стабилизаторе, выполненном на микросхеме AN7805, следует заменить микросхему IC1 (аналог КР142Е-Н5А) и проверить конденсаторы С1 - С4. В стабилизаторе, реализованном на транзисторе, проверить транзистор Q1 (возможная замена - КТ815), стабилитрон D1 (возможная замена - КС156А) и резистор R1. Вместо резистора допустимо поставить предохранитель, который будет защищать стабилизатор от короткого замыкания.
4. Включить приставку без пультов, модулятора и картриджа. На выходном разъеме VIDEO OUT должен присутствовать видеосигнал. При подаче этого сигнала на НЧ вход телевизора на экране появится хаотическое изображение, состоящее из цветных точек и квадратов. Наличие выходного сигнала свидетельствует о неисправности в пультах или в модуляторе.
5. При отсутствии выходного сигнала проверить кварцевый генератор и транзисторный каскад усиления видеосигнала. Исправность кварцевого резонатора Х1 и транзисторов Q1 - Q3 позволяет сделать вывод о необходимости замены всего процессорного модуля.Приставка работает нестабильно
Возможные причины: неисправность внешнего сетевого адаптера или внутреннего стабилизатора; загрязнение контактов разъема подключения картриджа.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Проверить выходное напряжение сетевого адаптера. Часто сбой возникает из-за малой нагрузочной способности адаптера, поставляемого в комплекте с игровой приставкой. Проблема решается I подключением более мощного адаптера.
2. Проверить надежность контактных соединений в разъемах приставки. Разъем подключения картриджа необходимо осмотреть особенно тщательно. Протереть контакты спиртом.
3. Проверить внутренний стабилизатор игровой приставки. Полезно установить микросхему или силовой транзистор стабилизатора на радиатор с до-статочной площадью рассеивания (около 10 см2).
4.Установить дополнительные конденсаторы в цепи питания, например номиналом 100,0 мкФ х 16 В и 0,01 мкФ на каждой из плат приставки и в картридже. Не работает световой пистолет
Возможные причины: обрыв в соединительном кабеле или плохие контакты в разъеме; неисправность фотодиода или транзистора светового пистолета; неисправность контактов курка в световом пистолете.
Алгоритм поиска неисправности:
1. Проверить целостность соединительного кабеля и надежно
|
