Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

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ingo
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ingo » 03.11.2018, 15:25

ZX-Heinz hat geschrieben:
03.11.2018, 11:54
Die Stromaufnahmen sind laut Datenblatt identisch (50-90mA auf 5V-Leitung plus 50-90mA auf 12V Leitung, macht zusammen 1.0-1.6Watt) . Die Temperatur kann ich leider nicht messen, da ich berührungslos (Infrarot) messe, und auf Metallflächen diese Art der Messung nicht funktioniert.
Naja, es wird bei beiden Chips typisch je 50mA angegeben, was zusammen 850mW macht. Wenn Du die Temperatur auf der Metalloberfläche messen willst, reicht vielleicht ein Klebestreifen auf dem Metall - oder ein wenig Ruß über einer Kerze.

Gruß Ingo.
Man darf die Menschen nicht mit ihren Engsten alleinlassen. (Zitat: Peter Glaser)
Solange es keine Künstliche Dummheit mit ihren jeder Vernunft unzugänglichen taktischen Vorteilen gibt, mache ich mir wegen KI keine Sorgen. (auch Peter Glaser)

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 03.11.2018, 16:45

Joachims Programm MANDEL.P (download/file.php?id=8073) mit voller Auflösung (N1=125 in Zeile 125) läuft nun problemlos ohne Kühlung durch.
MANDEL.jpg
MANDEL.jpg (60.92 KiB) 2525 mal betrachtet

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 15:57

Moin, Moin und ein gesundes Jahr 2019 allen Lesern und Interessierten.

Bevor ich jetzt an die Verdrahtung des neuen ZX81 APU Prototyps gehe, stellt sich mir die Frage welche EPROM Bereiche ich selektierbar machen sollte. Hintergrund, vom 2764 - 27512 EPROM sollen alle EPROMs unterstützt werden damit die APU Karte ggf. auch als reine ROM Karte fungieren könnte. Somit stellt sich die Frage nach den selektierbaren Blockgrössen... ich würde im Moment einen DIP Switch einsetzen, der mir immer 8 K Blöcke freischalten würde. Somit könnte man z.B. den Adressbereich #0000 - #1FFF (0-8k) mit dem entsprechenden DIP Switch setzen. Oder man schaltet zwei nebeneinanderliegende DIP Switche um den Adressbereich #0000 - #3FFF (0-16k) freizuschalten. Dient nur als Beispiel.

Die APU habe ich über einen DIP Switch sowie durch den Einsatz eines 74688 in der Adressierung ein wenig flexibilisiert. Verwendet werden hier die Adressleitungen A0-A5 & A7 welche gegen den DIP Switch verglichen werden, A6 dient als Toogle Adresse zur Umschaltung zwischen dem Command Register / Daten Register der APU. Des weiteren sind die Signale /ROMCS / /RAMCS / und /BUSCS ebenfalls verfügbar.

Heinz Schaltung zur Umschaltung zwischen internal / external ROM habe ich etwas verfeinert, da diese in der Simulation in LTSpice einige Glitches zeigte, die ich weg haben wollte.

Also... her mit Euren abschliessenden Ideen, dann werde ich das Ding zunächst fädeln und wenn das läuft, könnte die ZX81 Karte in End-Test Produktion (sprich ein paar Platinen vom Chinamann zur letztgültigen Überprüfung) gehen.

APU Addressing.PNG
APU Addressing.PNG (79.22 KiB) 2298 mal betrachtet
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Paul » 03.01.2019, 16:48

Ist der Schaltplan absichtlich beschnitten? Oder ist das nur auf meinem Handy so?
Liebe Grüße Paul
Theoretisch ist zwischen Theorie und Praxis kein Unterschied.
Praktisch allerdings wohl.

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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 16:53

Hallo Paul,

ich habe nur den für meine Anfrage relevanten Teil ausgeschnitten und hochgeladen.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 18:16

Hallo Torsten,
vielleicht könnte man noch Leitungen zum VG64-Stecker einplanen, um eine Verbindung zur Poke-Karte herzustellen. Dann könnte man die EPROM-Bänke per Poke 8, n umschalten (neben der Dip-switch-Option). Würde aber nur Sinn machen, wenn man damit den Bereich von 8192 - 16384 schalten kann. Dort könnten verschiedene Treiber (RS232/ASDIS/Mefisdos/HRG/Drucker/USB/Netzwerk etc.) liegen, die man dann softwareseitig aufrufen kann.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 18:22

Hallo Joachim,

ich werde die Karte so anfertigen das entweder die VG64 Leiste oder aber die Standard Zeddy Buchse verwendet werden kann. Wie auch schon bei den anderen Karten. Die Poke 8 Leitung kann ich gerne einfügen. Dann müsste ich nur schauen, das ich das so umsetze, das die Poke Karte eventuell garnicht nötig wäre. Ich überlege mal.

Nachtrag:
Ich habe mir eben mal die Poke Karten Schaltung von Dir angesehen. Ich könnte über ein Flachkabelanschluß eine Verbindung zu zu Deinem Anschluß JP1 ermöglichen... ist es das was Du möchtest?
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 18:45

Hallo Torsten!
Wenn ich den Schaltplan richtig verstanden habe, dann kann ich über den Range Selector und SW2 ein 27512er EPROM so verwenden, dass es im Bereich von $2000 bis $3FFF läuft. Damit wird deine Karte wie eine EPROM-Bank verwendet. Ich hoffe, bis hierhin liege ich noch richtig.
Auf der Poke-Karte sind die VG64-Pins P1, P2 und P3 (=Steckerpin C28,C29,C30). Wenn du jetzt drei Leiterbahnen von SW4 Pin6 zu C28, Pin5 zu C29 und Pin4 zu C30 legst, habe ich eine Verbindung über die Backplane vom 74LS154 auf der Poke-Karte zu deiner Platine und kann die Adressleitungen A13, A14 oder A15 des EPROMs wahlweise mit Poke 8,1 ... 3 auf High legen und damit eine Bank auswählen, in der sich ein Hilfsprogramm o.ä. befindet.. Poke 8,0 würde die drei Adressleitungen auf Low und damit auf eine 4. Bank, legen. Das geht natürlich nur, wenn man die VG64-Stecker verwendet. Die drei extra Leitungen schaden aber auch nicht.
Da ich wahrlich kein Elektroniker bin, hoffe ich, hier keinen Mist zu verzapfen.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 18:50

Hallo Joachim,

ich habe eben mal Deine Pokekarten Schaltung angesehen. Ich hatte eher an eine Flachkabelverbindung von Deinem JP1 Stecker (Q0 - Q7) über Diode entkoppelt an meinen 74251 (I0 - I7) gedacht. Das müsste doch funktionieren.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 18:56

Hallo Torsten,
ich habe vorhin Quatsch verzapft, weil die Adressleitungen ja mit Hi aktiviert werden und vom 74154 Lo kommt. Die kann man nur brauchen, um z.B. eine /CE-Leitung zu aktivieren. Ich muss mal nachdenken, wie man das verdrahten müßte. Mir geht es nur darum, dass man sich ein Verbindungskabel (deine vorgeschlagene Flachbandleitung) einspart, wenn man freie Leitungen auf dem VG64-Bus benützen könnte. Dann wäre es ausreichend, wenn man auf der Poke-Karte drei Drähtchen vom JP1 zu den von mir erwähnten Pins auf dem VG64-Stecker verlegen müßte. Die Karte könnten man dann einfacher abstöpseln und es wären keine Leitungen von Platine zu Platine nötig. Ich melde mich wieder.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 19:00

Eine Verbindung Poke-Karte zum 74251hilft wahrscheinlich nichts. Ich kann ja nicht vom Bereich ab Adr. $0000 zum Bereich ab Adr. 8192 schalten, weil ich doch dem ZX81 das ROM unter den Füßen wegziehe. Oder sehe ich das falsch?
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 19:02

Naja, Vorsicht...

die ZX96 Portbelegung ist

C28 -> Poke 8.1
C29 -> Poke 8.2
C30/C32 und A29/A32 sind noch frei

Du hast also den ZX96 Bus jetzt mehr oder weniger belegt... oder verstehe ich das falsch? Ich habe mir eben Dein Sprint Layout angesehen.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 19:03

Joachim hat geschrieben:
03.01.2019, 19:00
Eine Verbindung Poke-Karte zum 74251hilft wahrscheinlich nichts. Ich kann ja nicht vom Bereich ab Adr. $0000 zum Bereich ab Adr. 8192 schalten, weil ich doch dem ZX81 das ROM unter den Füßen wegziehe. Oder sehe ich das falsch?
Da sollten wir mal siggi mit einbeziehen. Wenn das interne ROM abgeschaltet wäre, dann trifft Deine Vermutung sicher zu. Aber wenn wir ab 8193 das externe zu/einschalten, sollte das doch eigentlich gehen.
Zuletzt geändert von tokabln am 03.01.2019, 19:06, insgesamt 2-mal geändert.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 19:04

Diese Leitungsbelegung stammt noch aus alten Zeiten und ist nur übernommen worden, weil damals die Steckerbelegung so veröffentlicht wurde. Die Poke 8,1 und 8,2 waren für die beiden Köpfe einer Floppy (Seite 1/2) und können m.E. verwendet werden.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 19:11

Wenn zugeschaltet würde (mal angenommen das geht) dann ginge das eh erst ab #2000 den so wäre die Aufteilung durch den 74251. Ich habe mal den relevanten APU Teil als PDF angehangen...
Dateianhänge
APU V1.2 - Seite 3 (DRAFT).pdf
2. Draft
(159.15 KiB) 45-mal heruntergeladen
Zuletzt geändert von tokabln am 03.01.2019, 21:56, insgesamt 2-mal geändert.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 03.01.2019, 20:03

Hallo Torsten!
Wenn es möglich ist, deine Karte als reine EPROM-Karte mit 8 K-Bänken, die im Bereich von 8192 - 16384 freigegeben werden, zu benützen, dann
würde es mir genügen, wenn du direkt neben den Pins 4,5,6 des SW4 noch Lötaugen mit einem Lochdurchmesser von 1 mm für eine einreihige Stiftleiste vorsehen würdest. Dann kann man sich ein dreiadriges Kabel zum JP1 der Poke-Karte legen. Alternativ könnte man aber auch auf deiner Platine drei Kabel zum Busstecker und auf der Poke-Karte auch drei Kabel zum Busstecker legen. Mit einem 32KB-EPROM müßte man dann mit Poke 8,0...3 vier Bänke schalten können.
Die Idee mit dem Range Selector verstehe ich noch nicht ganz. Ich habe mir die Function Table mal ausgedruckt und muss mal durchgehen, was du da machst.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 20:22

Hallo Joachim,

ich probier das mal aus... ggf. können wir wirklich Deine nach aussen geführten Signale verwenden. Ich lege entsprechende Leitungen in meinem Schaltbild an.

Hinsichtlich des 74251... der soll durch entsprechende Schalterstellungen die einzelnen 8 KB Blöcke freigeben... ich habe im Moment nur einen Schalter von noch SW? als Beispiel belegt. I1 - I7 müssen natürlich auch noch angeschlossen werden. Der SW4 Schalter dient dazu, für das jeweilige EPROM die notwendigen Pegel an (A13) - (A15) anzulegen, damit die Adressleitungen gesetzt oder nicht gesetzt sind. Über den 74251 erfolgt dann die Freigabe, hier sind ja A13 - A15 angelegt. Ist der eingestellte Adressbereich gültig mit der anliegenden Adresse, dann wird /CE selektiert und ein Zugriff auf das EPROM erfolgt. Dazu muß natürlich auch noch /OE gültig sein. Hierzu wird die Schaltung von Heinz verwendet. Damit wird selektiert ob das interne oder das externe (EP)ROM verwendet werden soll. Wollen wir nun neben dem internen EPROM sagen wir mal auf die Adresse #2000 des externen Zugriff nehmen, dann müsste Deine Poke Karte neben dem Adress Range Selektor auch noch das /OE Signal (welches aus dem Schaltungsteil von Heinz generiert wird, freigeben. Ich muß mal sehen wie ich das realisiere, das wenn ein POKE 8,x abgesetzt wird automatisch /OE freigegeben wird. Wie Du schon geschrieben hast, werden wir den Bereich #0000 - 1FFF nicht verwenden können, denn der muß vom internen ROM bedient werden. Ich hatte vorhin irrtümlich #A000 geschrieben, das ist falsch. Nach meinen Überlegungen müssten wir beginnend mit #2000 - #FFFF auf jeweils 8 oder 16K Bänke zugreifen können.

Wie gesagt... ich probier das mal aus. Werde aber erst nur den APU Teil aufbauen und testen und danach den Rest der Schaltung. Mit einem APU ROM im ZX81 kann ich das ja zunächst so machen.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 03.01.2019, 21:54

Ich habe eben die Schaltung, welche ich hier abgelegt habe,

viewtopic.php?f=2&t=2838#p38019

aktualisiert so wie ich mir jetzt die EPROM Adressierung als auch die APU Adressierung vorstelle. Die mögliche Ansteuerung durch die POKE 8 V3 Karte von Joachim ist da noch nicht vorgesehen.
Lieben Gruß Torsten
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 04.01.2019, 08:07

Joachim hat geschrieben:
03.01.2019, 19:00
Eine Verbindung Poke-Karte zum 74251hilft wahrscheinlich nichts. Ich kann ja nicht vom Bereich ab Adr. $0000 zum Bereich ab Adr. 8192 schalten, weil ich doch dem ZX81 das ROM unter den Füßen wegziehe. Oder sehe ich das falsch?
Moin zusammen,
vom ROM aus das ROM umzuschalten, geht durchaus, wenn die Roms nicht allzu unterschiedlich sind (z. B. gepatchte ZX81-Roms, die sich im LOAD/SAVE-Teil unterscheiden, weil sie auf MEFISDOS/USB umgepatcht sind).

Hier geht es aber auch ums APU-Rom, das geänderte Mathe-Routinen enthält, die beim POKE 8,ebbes durchaus genutzt werden könnten. Da aber bei Ausführung des Umschaltens im ROM die Errechnung von Ziel-Adresse (8) und Wert (ebbes) bereits vollständig abgeschlossen sind, wird die Umschaltung im Rom (ld (8),ebbes) unabhängig und korrekt laufen, egal wer die Werte errechnet hat (und danach muß ja nicht weiter gerechnet werden).

Wer sicher gehen will, kann das Umschalten (mit Code "ld (8),ebbes") ja auch von einem M/C im RAM erledigen lassen. Da ginge dann auch bei total unterschiedlichen Roms (ZX81<->ASZMIC). Das sollte man im FAST machen und dort könnte man auch ggf. auch noch nach Umschalten einen Kaltstart (RST 0) ausführen, wenn das neue Rom mit der vorhandenen Speicherbelegung (im RAM) des alten Roms nicht zurecht kommt und seine eigene Speicherbelegung braucht.

Anders als eine einfache (asynchrone) Umschaltung per Schalter funktioniert das Umschalten in Software sicher (weil synchron zum Opcode-Fetch).
Beim asynchronen Umschalten könnte das mitten im Opcode-Fetch-Zyklus des Z80 passieren: das alte ROM will den Opcode liefern, wird aber abgeschaltet, während das neue Rom zu wenig Zeit hat, den gleichen Opcode zu liefern, was dann zum Absturz führen kann.

Gruß und ein fröhliches neues Jahr
Siggi
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von Joachim » 04.01.2019, 09:14

Danke, Siggi! Das hört sich doch gut an. Dann könnte man die Poke-Karte ja in jedem Fall einsetzen. Wäre doch super, wenn man im BASIC-Programm in den Berechnungsroutinen softwareseitig auf das APU-ROM schaltet und dann wieder zurück. Ich will damit ja nur den DIP-switch ersetzen und es müßte m.E. auch nichts an der Schaltlogik geändert werden. Einfach die Signale der Poke-Karte an den SW4-Ausgang.

@Torsten:
Ich bin mir nicht sicher, aber ich denke, du müßtest noch eine Diode für /BUSCS an das /CE vom 74251 hängen. Wenn man die Karte als reine EPROM-Bank betreiben möchte, dann hat das /BUSCS am Adressenvergleicher keine Wirkung.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 04.01.2019, 10:12

Danke siggi, Joachim.

Den DIP SWITCH will ich ungern wegfallen lassen, denn auch Leute ohne Poke Karte sollen die Karte nutzen können. Insofern ist die Poke Karte und ihre Möglichkeiten wenn dann eine Dreingabe.

Bezüglich Diode schaue ich mal... bin gerade erst aufgewacht und noch nicht voll da.

@siggi: Danke für Deine Hinweise... es geht ja nicht nur ums APU Rom, sondern ggf. auch darum dort ein völlig anderes EPROM auf der Karte sitzt. Dann halt nur als reine EPROM Erweiterung. Aber alles andere ist natürlich im Zusammenhang mit der APU gültig und prima.


NACHTRAG: ich muß das /BUSCS Signal eh anders anlegen, denn wenn die Karte als echte EPROM Karte verwendet werden soll, ohne APU, würde der Adressvergleicher 74688 und das aus dem Signal /ADREN generierte /BUSCS Signal wegfallen. Das darf natürlich nicht sein. Somit muß ich das /BUSCS schon im EPROM Adress Decoder mit implementieren. Dann ist es immer verfügbar.
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 04.01.2019, 12:32

Hallo Joachim, siggis, Paul, Heinz,

@Joachim: ich habe mal Deinen Vorschlag zur POKE8 Karten Einbindung versucht einzufügen. Da ich aus historischen Gründen den POKE8,1 und POKE8,2 Anschluß des ZX96 Busses nicht anfassen will, habe ich die Anschlüsse P6 - P8 Deiner Karte genommen. Das /BUSCS Signal habe ich aus einer Dioden Logik aus /MREQ, /CE und /OE gebildet. Ob das so passen würde sollten bitte mal siggi und Paul beurteilen.

@ALL: bitte seid so nett und schaut mal über das angehangene DRAFT 3 ob ich irgendwo noch Bockmist verzapft habe... ich werde wahrscheinlich heute Nachmittag mal mit dem APU Teil auf einem BP00X - Prototype Board anfangen, diesen im Freiflug zu verdrahten und dann zu testen.
Dateianhänge
APU V1.2 - Seite 3 (DRAFT 3).pdf
DRAFT 3
(172.16 KiB) 47-mal heruntergeladen
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von siggi » 04.01.2019, 13:07

Hallo Torsten
das /BUSCS darf nicht schon alleine bei /MREQ aktiv werden, nur wenn die Karte aktiv ist (hängt also von deren Decodierung ab, in der Regel wenn eines der /CE-Signale für Chips innerhalb der Karte aktiv wird).
Denn sonst wird der Bustreiber auch aktiv (und kann damit stören), wenn das interne ROM des ZX81 aktiv ist.

Gruß
Siggi
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tokabln
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von tokabln » 04.01.2019, 13:09

Hallo siggi,

ja deshalb habe ich doch ein UND Gatter aus den 3 Dioden erstellt...

Nachtrag: Du hast Recht... das muß eine ODER Schaltung werden...

Wenn man die drei Dioden mit 0 V verbindet, so sperren sie. Der Ausgang Q liegt über den Widerstand R an 0 V. Wird eine Diode HIGH verbunden, so wird der Ausgang auf das Potential HIGH gelegt.

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Lieben Gruß Torsten
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ZX-Heinz
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Re: Arithmetik-Prozessor für den ZX81 und den ZX Spectrum

Beitrag von ZX-Heinz » 04.01.2019, 13:26

Hallo Torsten,
zwei Bemerkungen:
1. Den Wdst R7=4k7 würde ich wieder weglassen, der gehört nicht in eine Kollektorbasisschaltung. Wenn Du R7 lässt, so wird der High-Pegel wegen des internen 680 Ohm Widerstands kaum über 1,5V kommen.
2. C8 soll sicher 1nF sein (ich habe 10nF benutzt), denn 1pF wäre wegen der ohnehin vorhandenen Leitungskapazitäten gar nicht nötig.

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