描述

這個(gè)想法

Rockwell AIM 65 是 70 年代早期基于 6502 的計(jì)算機(jī)之一。它有一個(gè) 20 個(gè)字符的顯示屏、一個(gè)小型熱敏打印機(jī)和一個(gè)相當(dāng)大的鍵盤。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)存是 1k 或 4k。更多細(xì)節(jié)可以在“舊電腦”頁面找到。ROM上有很多軟件可用。我從來沒有 AIM 65。實(shí)際上，它們比我早一點(diǎn)流行。但我一直喜歡它的準(zhǔn)系統(tǒng)外觀。

該設(shè)計(jì)非常適合使用我們今天擁有的標(biāo)準(zhǔn) Arduino 組件進(jìn)行重建。

準(zhǔn)備原型盾牌

將 PS2 鍵盤插座焊接在原型屏蔽罩的外側(cè)。然后連接電線。我的布局是使用 Arduino 的引腳 2 作為 PS2 時(shí)鐘和引腳 3 作為 PS2 數(shù)據(jù)線。我非常凌亂的實(shí)驗(yàn)原型看起來像這樣

請(qǐng)確保您得到正確的引腳排列。PS2 鍵盤用錯(cuò)極性很容易被炸。下載 PS2 庫。

Paul Stoffregen 的 PS2 庫通過 Arduino IDE 提供以供下載。最新版本是 2.4。這個(gè)庫在處理帶有 altgr 鍵盤映射（如德語）的鍵盤映射時(shí)存在錯(cuò)誤。如果庫https://github.com/slviajero/PS2Keyboard ，我修復(fù)了我的 fork 中的錯(cuò)誤。Paul 在他的源代碼中也包含了修復(fù)程序，但來自 Arduino IDE 的代碼仍然可能是舊代碼。

安裝和連接 LCD 顯示器

Stefan 的 BASIC 支持 I2C 和直接連接的 20x4 LCD 顯示器。對(duì)于我的第一個(gè)原型，我使用了一個(gè)帶有并行接口的顯示器，這導(dǎo)致了很多電纜和面包板。I2C 是更好的選擇。盡管如此，并行顯示代碼仍在解釋器中，因?yàn)樗灿糜?LCD 屏蔽。

將 I2C 和電壓線連接到 Arduino。我使用了一個(gè)小面包板，因?yàn)槲蚁雽?I2C 接口不僅用于顯示器，還用于其他傳感器。

上面的兩個(gè)連接器是接地和 5V。這將用于原型屏蔽和相應(yīng)的插座。SDA 和 SCL 連接到 Arduino MEGA 的 PIN 20 和 21。

將所有內(nèi)容放在一起并上傳軟件。

將原型板放在 Mega 上，插入 PS2 鍵盤和 USB 數(shù)據(jù)線。我將所有東西都安裝在膠合板上，將 MEGA 擰在板上的小塑料床上。

將 BASIC 解釋器加載到 ARDUINO IDE。您需要來自我的倉庫https://github.com/slviajero/tinybasic的草圖TinybasicArduino/TinybasicArduino.ino ，包括 hardware-arduino.h 和 basic.h。確保在 Arduino 庫管理器中加載 PS2 庫。我建議使用來自https://github.com/slviajero/PS2Keyboard 的補(bǔ)丁。它添加了 BASIC 解釋器的某些功能所需的 keyboard.peek() 方法。

在TinybasicArduino.ino代碼的開頭設(shè)置以下語言設(shè)置。控制包含哪些語言功能。

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

MEGA 有足夠的閃存用于完整的 BASIC 語言集。

在 hardware-arduino.h 中有硬件設(shè)置。放

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

我們想要一個(gè)支持 EEPROM (ARDUINOEEPROM)、PS2 鍵盤支持 (ARDUINOPS2)、I2C 顯示器 (ARDUINOLCDI2C) 和顯示器完全滾動(dòng)支持 (DISPLAYCANSCROLL) 的系統(tǒng)。最后一個(gè)設(shè)置 STANDALONE 使 BASIC 解釋器在啟動(dòng)后使用顯示器和鍵盤作為默認(rèn)輸入和輸出設(shè)備。

接下來設(shè)置 PS2 引腳。這是在更遠(yuǎn)的地方完成的。根據(jù)硬件布局設(shè)置值。數(shù)據(jù)管腳可以是這里的任何管腳。IRQ 引腳需要是 MEGA 的 IRQ 就緒引腳。

#define PS2DATAPIN 3
#define PS2IRQPIN  2 

如果您想使用不同的布局，請(qǐng)修改本節(jié)中的代碼。該代碼具有默認(rèn)硬連線的德語鍵盤。相應(yīng)地搜索并更改行keyboard.begin(PS2DataPin, PS2IRQpin, PS2Keymap_German)。

上傳你的程序。

享受輸入您的第一個(gè) BASIC 命令。使用這種語言集的 Arduino MEGA 256 可能有 6k 的 BASIC 內(nèi)存。對(duì)于一些有趣的項(xiàng)目來說已經(jīng)足夠了。請(qǐng)閱讀 wiki了解有關(guān)此 BASIC 方言的詳細(xì)信息，包括測(cè)試和演示程序。

另請(qǐng)查看本教程以獲取有關(guān) Arduino 上的 BASIC 的更多信息。

添加打印機(jī)

市場(chǎng)上有大量小型熱敏打印機(jī)，都與最初用于 AIM65 的熱敏打印機(jī)非常相似。這些打印機(jī)具有串行 TTL 和 RS232 接口。它們需要大量電力，不能連接到 Arduino 5V 線路。需要一個(gè)電流至少為 2A 的額外 9V 電源。這些打印機(jī)的規(guī)格通常如下所示https://github.com/slviajero/tinybasic/blob/main/misc/ThermalprinterSpecs.pdf 。確定正確的引腳排列可能有點(diǎn)麻煩。

將打印機(jī)串口的 TX 線連接到 Arduino 上 Serial1 的 RX。這是針腳 19。將打印機(jī)的 RX 連接到針腳 18。還將打印機(jī)的地線連接到 Arduino 上的地線。打印機(jī)的電源通過單獨(dú)的電源線連接到外部電源。

重新編譯 BASIC 解釋器添加設(shè)置

#define ARDUINOPRT

在代碼的硬件部分。這將激活 Arduino 的 Serial1 接口并為其分配 BASIC 設(shè)備編號(hào) &4。標(biāo)準(zhǔn)波特率為 9600，這對(duì)于這些打印機(jī)來說很常見。

PRINT &4, "Hello World"

現(xiàn)在應(yīng)該可以工作了。可以使用 PUT 將單個(gè)字節(jié)發(fā)送到打印機(jī)

PUT &4, 10

I/O 通道雙向工作。

GET &4, A

從打印機(jī)收集一個(gè)字節(jié)。這會(huì)很有幫助，因?yàn)榇蛴C(jī)具有雙向通信協(xié)議。

添加 SD 卡存儲(chǔ)

在 BASIC 解釋器中，SD 卡支持在編譯時(shí)激活

#define ARDUINOSD

連接小型SD卡接口

到 Arduino 的 SPI 端口。對(duì)于 ATMEGA 2560 MOSI 是引腳 51、MISO 引腳 50 和 CLK 引腳 52。我使用引腳 53（SPI 端口的默認(rèn)從屬選擇）來激活 SD 卡讀卡器。添加一個(gè)帶有 FAT12 文件系統(tǒng)的小型預(yù)格式化 SD 卡，您就可以開始使用了。

這是整個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)在的樣子：

請(qǐng)注意，啟動(dòng)后它只報(bào)告 4096 字節(jié)的可用 BASIC 內(nèi)存。SD 卡接口的緩沖區(qū)使用 900 字節(jié)。這并不奇怪，因?yàn)?SD 卡的塊大小為 512 字節(jié)。

插入預(yù)格式化的 SD 卡后，像CATALOG, LOAD,這樣的命令SAVE現(xiàn)在應(yīng)該可以工作了。有關(guān)文件命令的詳細(xì)信息，請(qǐng)參見SD 卡命令。

添加實(shí)時(shí)時(shí)鐘

市場(chǎng)上有許多用于 Arduino 項(xiàng)目的時(shí)鐘模塊。我已將帶有 EEPROM 的 DS3231 庫集成到 BASIC 解釋器中。這些設(shè)備看起來像這樣

它們可以連接到也用于顯示器的 I2C 端口。我的原型將時(shí)鐘直接安裝在顯示器后面

我不使用 Adafruit 的標(biāo)準(zhǔn) RTC 庫，因?yàn)樗鼈儙砹?BASIC 解釋器所具有的許多功能。代替 BASIC 使用 uRTCLib 和 uEEPROMLib。兩者都可以在 Arduino IDE 中下載，也可以直接從下面的 github repos 下載。

編譯 BASIC 解釋器

#define ARDUINORTC

并將其加載到 Arduino 中。

現(xiàn)在在 BASIC 中提供了一個(gè)特殊的數(shù)組 @T()：@T(0) - 秒，@T(1) - 分鐘，@T(2) - 小時(shí)，@T(3) - 天，@T(4) - 月，@T(5) - 年，@T(6) - 工作日，@T(7) - 溫度。除了溫度，所有數(shù)組元素都是讀/寫的。

使用數(shù)組的小時(shí)鐘程序如下所示

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

時(shí)鐘的 4k EEPROM 模塊作為內(nèi)置 EEPROM 的擴(kuò)展出現(xiàn)。Arduino MEGA256 啟動(dòng)后應(yīng)顯示 8k EEPROM 空間。第一個(gè) 4k 是微控制器的內(nèi)置 EEPROM，第二個(gè)塊是時(shí)鐘的 EEROM。時(shí)鐘 EEPROM 非常慢，因?yàn)樗性L問都需要通過有線接口。

更多的東西來

我集成了 RF2401 無線電，我正在為這個(gè)系統(tǒng)開發(fā)以太網(wǎng)，使其成為物聯(lián)網(wǎng)的小型基站。

使用的庫

https://github.com/PaulStoffregen/PS2Keyboard

來自 Arduino IDE 的 uRTClib

費(fèi)用

這個(gè)項(xiàng)目成本真的很低。最昂貴的組件是 35 歐元的 MEGA 256。包括 I2C 適配器的顯示器是 10 歐元。SD 卡、SD 接口和時(shí)鐘需要另外 10 歐元。一個(gè) PS2 鍵盤可以在 Ebay 上以 10 歐元的價(jià)格購買。總共花費(fèi) 75 歐元，您就擁有了一臺(tái)可以正常工作的計(jì)算機(jī)。

最后的話

為什么選擇基于 BASIC 的 Arduino 家用電腦？因?yàn)榻ㄔ焖苡腥ぁ?/font>而口譯語言有很多優(yōu)點(diǎn)。人們可以用它測(cè)試電路和物聯(lián)網(wǎng)，而無需為每次更改重新刷新 Arduino。

BASIC 的發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了本項(xiàng)目中描述的功能。與此同時(shí)，它擁有 Wire、許多不同的顯示器、網(wǎng)絡(luò)，并且可以為更大的計(jì)算機(jī)供電。我還為它移植了大部分 Arduino 示例庫。

如果您對(duì)此感興趣，請(qǐng)點(diǎn)擊這些鏈接中的任何一個(gè)

• 帶有 Arduino RP2040 連接的獨(dú)立計(jì)算機(jī)

• 基于 DUE 的家用電腦

• 一臺(tái) 10 歐元的物聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)

Arduino 庫中的所有標(biāo)準(zhǔn)示例都在我的倉庫中。

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