El firmware.
En el esquema podemos ver, en el conector grande; que a parte de los 12 voltios para la alimentación del amplificador de sonido y de los 5 voltios para la alimentación de los circuitos digitales, tenemos varias señales que van directamente al microcontrolador:
- P1.3 perteneciente al puerto 1.
- P2.4 a P2.7 pertenecientes al puerto 2.
- INT. Que es la señal de interrupción del microcontrolador y que es activa a nivel bajo.
- RESET. También activa a nivel bajo que es el reset del microcontrolador.
Como, a pesar de pasar unos treinta años desde la última vez que programé un micro de la familia MCS48 de Intel, mi memoria funciona bien... y siendo sincero, el manual de los MCS48 ayuda mucho; sabemos que el vector de arranque de este microcontrolador se sitúa en la posición 0x0000; que el vector de interrupción está en la posición 0x0003 y que en la posición 0x0007 está el vector de la interrupción del temporizador (este vector no se utiliza en este firmware).
;; 0x0000 vector de arranque. |
En un principio me he centrado en estudiar la parte correspondiente al vector de interrupción ya que esta señal está disponible en el conector, y si está ahí, será por algo.
Vemos que en cuanto se activa la señal INT (a nivel bajo) se selecciona el banco de memoria 0 y entonces el programa salta a la posición 0x000B. A partir de ahí, se lee el valor presente en el puerto 2, justo el valor presente en 2.4 a 2.7 y entonces el programa salta a distintos puntos del firmware en función del valor leído en esos pines.
Supuse que activando la señal INT (a nivel bajo) mientras ponemos un valor en los pines 2.4 a 2.7 quizá consiguiese reproducir distintos sonidos.
El resto del programa, aunque lo he revisado por partes, no he podido dedicarle demasiado tiempo; así que a día de hoy, aún no se para que se utiliza la señal P1.3 ni la señal correspondiente al puente en la placa marcada como "RECLAMO".
Si nos fijamos en el esquema, vemos que el pin de dirección A11 de la memoria eprom se encuentra conectado directamente a 5 voltios. Así que cuando el microcontrolador direcciona el vector de arranque en la posición 0x0000, en realidad se corresponde con la posición 0x0800 de la eprom. El microcontrolador nunca llega a acceder al contenido de la eprom situado en la posición 0x0000 hasta la posición 0x07FF. Lo curioso es que el contenido entre 0x0000 y 0x07FF es exactamente el mismo que el que se encuentra en 0x0800 en adelante, cambiando únicamente los valores de las instrucciones JMP, CALL y resto de instrucciones de salto y los accesos a valores en la memoria de programa. Es decir, el firmware está grabado por duplicado en la eprom.
Empezando con las pruebas.
Para poder hacer pruebas, preparé un pequeño circuito en placa de prototipos.
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| Adaptador para pruebas. Esquema. |
A través de este adaptador se alimenta el amplificador a partir de una fuente exterior de 12 voltios al tiempo que obtenemos una tensión regulada de 5 voltios para los circuitos digitales.
Cuenta también con varios puentes con los que variar los valores en los pines P2.4 a P2.7, poder activar la señal INT y el RESET si es necesario.
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| Adaptador para pruebas. |
No es necesario el uso de resistencias en los pines P2.4 a P2.7 ni en la línea de RESET ya que el microcontrolador cuenta con pull-up's internos. Únicamente es necesario instalar un pull-up en la línea INT. Y según el manual de la familia MCS48 un condensador de 1uF en la línea de RESET es suficiente para que arranque sin problemas.
Variando los puentes de las señales P2.4 a P2.7 y activando a continuación la señal INT pueden escucharse los distintos sonidos de la máquina, entre ellos la famosa canción de los "pajaritos".
Algunos sonidos se reproducen y paran por si mismos, otros continúan indefinidamente siendo necesario fijar el valor 0x0 en los puentes y activar a continuación la señal INT para parar el sonido.
Video.
Me apetecía grabar un video de la placa reproduciendo los distintos sonidos, pero hacerlo variando los puentes a mano y activando la señal INT cada vez, era algo tedioso. Así que para "automatizar" el proceso, utilicé una placa de Arduino con un pequeño programa (o sketch, como le llaman ahora) que se encargó de secuenciar los distintos valores en los pines P2.4 a P2.7 y de activar la señal INT dejándome la manos libres para sujetar la cámara.
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| Preparación para el video. |
Conclusión.
Después de tantos años sin tocar este circuito, ha tenido su gracia, por una parte recordar los viejos tiempos en que pasaba horas y horas aprendiendo sobre electrónica y microcontroladores tratando de descifrar el funcionamiento de placas de este tipo y programando los microcontroladores de la familia MCS48 y también los de la familia MCS51 que ya andaban por el mercado (y los Z80, y todo lo que cayera en mis manos); y por otra parte recordar los tiempos, en que siendo más joven aún, acompañaba a mi abuelo a tomar "la pinta de vino" al bar (yo coca-cola, por supuesto) y de fondo llegaba la musiquita de los "pajaritos" llamando a aquellos que tuviesen alguna moneda de 25 pesetas que meter por la ranura.
Quizá algún día continúe hasta saber cuál es la función del pin P1.3 y el puente "RECLAMO" de la placa, pero de momento, la cosa llega hasta aquí.
Si estás interesado en los ficheros del firmware, o en los esquemas puedes encontrarlos en el siguiente enlace de github en distintos formatos (kicad, pdf y jpg).
