从零开始的AIM65相似计算机

描述

这个想法

Rockwell AIM 65 是 70 年代早期基于 6502 的计算机之一。它有一个 20 个字符的显示屏、一个小型热敏打印机和一个相当大的键盘。标准内存是 1k 或 4k。更多细节可以在“旧电脑”页面找到。ROM上有很多软件可用。我从来没有 AIM 65。实际上，它们比我早一点流行。但我一直喜欢它的准系统外观。

该设计非常适合使用我们今天拥有的标准 Arduino 组件进行重建。

准备原型盾牌

将 PS2 键盘插座焊接在原型屏蔽罩的外侧。然后连接电线。我的布局是使用 Arduino 的引脚 2 作为 PS2 时钟和引脚 3 作为 PS2 数据线。我非常凌乱的实验原型看起来像这样

请确保您得到正确的引脚排列。PS2 键盘用错极性很容易被炸。下载 PS2 库。

Paul Stoffregen 的 PS2 库通过 Arduino IDE 提供以供下载。最新版本是 2.4。这个库在处理带有 altgr 键盘映射（如德语）的键盘映射时存在错误。如果库https://github.com/slviajero/PS2Keyboard ，我修复了我的 fork 中的错误。Paul 在他的源代码中也包含了修复程序，但来自 Arduino IDE 的代码仍然可能是旧代码。

安装和连接 LCD 显示器

Stefan 的 BASIC 支持 I2C 和直接连接的 20x4 LCD 显示器。对于我的第一个原型，我使用了一个带有并行接口的显示器，这导致了很多电缆和面包板。I2C 是更好的选择。尽管如此，并行显示代码仍在解释器中，因为它也用于 LCD 屏蔽。

将 I2C 和电压线连接到 Arduino。我使用了一个小面包板，因为我想将 I2C 接口不仅用于显示器，还用于其他传感器。

上面的两个连接器是接地和 5V。这将用于原型屏蔽和相应的插座。SDA 和 SCL 连接到 Arduino MEGA 的 PIN 20 和 21。

将所有内容放在一起并上传软件。

将原型板放在 Mega 上，插入 PS2 键盘和 USB 数据线。我将所有东西都安装在胶合板上，将 MEGA 拧在板上的小塑料床上。

将 BASIC 解释器加载到 ARDUINO IDE。您需要来自我的仓库https://github.com/slviajero/tinybasic的草图TinybasicArduino/TinybasicArduino.ino ，包括 hardware-arduino.h 和 basic.h。确保在 Arduino 库管理器中加载 PS2 库。我建议使用来自https://github.com/slviajero/PS2Keyboard 的补丁。它添加了 BASIC 解释器的某些功能所需的 keyboard.peek() 方法。

在TinybasicArduino.ino代码的开头设置以下语言设置。控制包含哪些语言功能。

#define	BASICFULL
#undef	BASICINTEGER
#undef	BASICSIMPLE
#undef	BASICMINIMAL
#undef	BASICTINYWITHFLOAT

MEGA 有足够的闪存用于完整的 BASIC 语言集。

在 hardware-arduino.h 中有硬件设置。放

#undef USESPICOSERIAL
#define ARDUINOPS2
#define DISPLAYCANSCROLL
#define ARDUINOLCDI2C
#define ARDUINOEEPROM
#define STANDALONE

我们想要一个支持 EEPROM (ARDUINOEEPROM)、PS2 键盘支持 (ARDUINOPS2)、I2C 显示器 (ARDUINOLCDI2C) 和显示器完全滚动支持 (DISPLAYCANSCROLL) 的系统。最后一个设置 STANDALONE 使 BASIC 解释器在启动后使用显示器和键盘作为默认输入和输出设备。

接下来设置 PS2 引脚。这是在更远的地方完成的。根据硬件布局设置值。数据管脚可以是这里的任何管脚。IRQ 引脚需要是 MEGA 的 IRQ 就绪引脚。

#define PS2DATAPIN 3
#define PS2IRQPIN  2 

如果您想使用不同的布局，请修改本节中的代码。该代码具有默认硬连线的德语键盘。相应地搜索并更改行keyboard.begin(PS2DataPin, PS2IRQpin, PS2Keymap_German)。

上传你的程序。

享受输入您的第一个 BASIC 命令。使用这种语言集的 Arduino MEGA 256 可能有 6k 的 BASIC 内存。对于一些有趣的项目来说已经足够了。请阅读 wiki了解有关此 BASIC 方言的详细信息，包括测试和演示程序。

另请查看本教程以获取有关 Arduino 上的 BASIC 的更多信息。

添加打印机

市场上有大量小型热敏打印机，都与最初用于 AIM65 的热敏打印机非常相似。这些打印机具有串行 TTL 和 RS232 接口。它们需要大量电力，不能连接到 Arduino 5V 线路。需要一个电流至少为 2A 的额外 9V 电源。这些打印机的规格通常如下所示https://github.com/slviajero/tinybasic/blob/main/misc/ThermalprinterSpecs.pdf 。确定正确的引脚排列可能有点麻烦。

将打印机串口的 TX 线连接到 Arduino 上 Serial1 的 RX。这是针脚 19。将打印机的 RX 连接到针脚 18。还将打印机的地线连接到 Arduino 上的地线。打印机的电源通过单独的电源线连接到外部电源。

重新编译 BASIC 解释器添加设置

#define ARDUINOPRT

在代码的硬件部分。这将激活 Arduino 的 Serial1 接口并为其分配 BASIC 设备编号 &4。标准波特率为 9600，这对于这些打印机来说很常见。

PRINT &4, "Hello World"

现在应该可以工作了。可以使用 PUT 将单个字节发送到打印机

PUT &4, 10

I/O 通道双向工作。

GET &4, A

从打印机收集一个字节。这会很有帮助，因为打印机具有双向通信协议。

添加 SD 卡存储

在 BASIC 解释器中，SD 卡支持在编译时激活

#define ARDUINOSD

连接小型SD卡接口

到 Arduino 的 SPI 端口。对于 ATMEGA 2560 MOSI 是引脚 51、MISO 引脚 50 和 CLK 引脚 52。我使用引脚 53（SPI 端口的默认从属选择）来激活 SD 卡读卡器。添加一个带有 FAT12 文件系统的小型预格式化 SD 卡，您就可以开始使用了。

这是整个系统现在的样子：

请注意，启动后它只报告 4096 字节的可用 BASIC 内存。SD 卡接口的缓冲区使用 900 字节。这并不奇怪，因为 SD 卡的块大小为 512 字节。

插入预格式化的 SD 卡后，像CATALOG, LOAD,这样的命令SAVE现在应该可以工作了。有关文件命令的详细信息，请参见SD 卡命令。

添加实时时钟

市场上有许多用于 Arduino 项目的时钟模块。我已将带有 EEPROM 的 DS3231 库集成到 BASIC 解释器中。这些设备看起来像这样

它们可以连接到也用于显示器的 I2C 端口。我的原型将时钟直接安装在显示器后面

我不使用 Adafruit 的标准 RTC 库，因为它们带来了 BASIC 解释器所具有的许多功能。代替 BASIC 使用 uRTCLib 和 uEEPROMLib。两者都可以在 Arduino IDE 中下载，也可以直接从下面的 github repos 下载。

编译 BASIC 解释器

#define ARDUINORTC

并将其加载到 Arduino 中。

现在在 BASIC 中提供了一个特殊的数组 @T()：@T(0) - 秒，@T(1) - 分钟，@T(2) - 小时，@T(3) - 天，@T(4) - 月，@T(5) - 年，@T(6) - 工作日，@T(7) - 温度。除了温度，所有数组元素都是读/写的。

使用数组的小时钟程序如下所示

10 CLS 
20 PRINT @T(2);":";@T(1);":";@T(0)
30 PRINT @T(3);"/";@T(4);"/";@T(5)
40 PRINT "Temp:",@T(7)/100
50 DELAY 1000
60 GOTO 10

时钟的 4k EEPROM 模块作为内置 EEPROM 的扩展出现。Arduino MEGA256 启动后应显示 8k EEPROM 空间。第一个 4k 是微控制器的内置 EEPROM，第二个块是时钟的 EEROM。时钟 EEPROM 非常慢，因为所有访问都需要通过有线接口。

更多的东西来

我集成了 RF2401 无线电，我正在为这个系统开发以太网，使其成为物联网的小型基站。

使用的库

https://github.com/PaulStoffregen/PS2Keyboard

来自 Arduino IDE 的 uRTClib

费用

这个项目成本真的很低。最昂贵的组件是 35 欧元的 MEGA 256。包括 I2C 适配器的显示器是 10 欧元。SD 卡、SD 接口和时钟需要另外 10 欧元。一个 PS2 键盘可以在 Ebay 上以 10 欧元的价格购买。总共花费 75 欧元，您就拥有了一台可以正常工作的计算机。

最后的话

为什么选择基于 BASIC 的 Arduino 家用电脑？因为建造它很有趣。而口译语言有很多优点。人们可以用它测试电路和物联网，而无需为每次更改重新刷新 Arduino。

BASIC 的发展远远超出了本项目中描述的功能。与此同时，它拥有 Wire、许多不同的显示器、网络，并且可以为更大的计算机供电。我还为它移植了大部分 Arduino 示例库。

如果您对此感兴趣，请点击这些链接中的任何一个

• 带有 Arduino RP2040 连接的独立计算机

• 基于 DUE 的家用电脑

• 一台 10 欧元的物联网计算机

Arduino 库中的所有标准示例都在我的仓库中。