A tari - K eyboard - I nterface
Version 1.0
PC-Tastatur am ATARI 800/130!
1. Kurzbeschreibung
Beim AKI handelt es sich um eine Interfaceplatine die es ermöglicht den ATARI 800/130 mit jeder handelsüblichen PC-AT-Tastatur ( auch mit Windows 95 Erweiterung ) zu verbinden. Die in den ATARI eingebaute Tastatur bleibt dabei gleichzeitig bedienbar. Die Erweiterungsplatine wird zusammen mit der 5poligen DIN Buchse in den ATARI eingebaut. Der Einbau ist, da nur wenige Lötarbeiten nötig sind, relativ einfach und daher auch vom Anfänger durchzuführen. Durch den Platinenaufbau ‘huckepack’ zum Tastaturchip ist das AKI mechanisch sehr stabil. AKI ist 99% softwarekompatibel da es sich zur vorhandenen ATARI- Tastatur ‘parallelschaltet’ d.h. der Tastaturchip des ATARI ist nicht in der Lage die Signale von ATARI-interner Tastatur und der PC-Tastatur zu unterscheiden. Die Platine ist durch ihren kompakten Aufbau nur wenig größer als der Tastaturchip (POKEY) selbst (ca. 25x50mm). Der im AKI eingesetzte Prozessor kann jederzeit mit einer neuen Version des AKI Programms nachgerüstet werden.*
Abb.1: Zweiter Prototyp der AKI Hardware
* Hierzu muß der PIC aus der AKI-Chip-Fassung entfernt werden, es wird weiterhin ein PIC-Programmiergät mit zugehöriger Software benötigt.
2. Einbau
Bevor Sie mit dem Einbau beginnen, sollten Sie sich die notwendige PC-AT-Tastatur besorgen. Diese Tastaturen sind teilweise schon für 20,- DM Neupreis zu erhalten. Wer glaubt, daß eine ergonomische Cherry-Tastatur notwendig ist, kann diese jedoch auch benutzen. Es sollte nur darauf geachtet werden das die Tastatur 101/102 Tasten hat, den MF2 - Standard unterstützt und einen 5poligen DIN Stecker besitzt. A l l e neuen, heutzutage erhältlichen, PC-Tastaturen tun das !!! Tastaturen mit W95 Zusatztasten können ebenfalls benutzt werden. Wer den Anscluss die filigranere Lösung durch eine PS2-Buchse vorzieht, kann diese ebenfalls einbauen. Über einen Zwischenadadpter kann die Tastatur angepasst werden falls diese nicht schon einen PS2-Stecker besitzt. Für den Anfänger ist diese Buchse vom Löten her vielleicht etwas zu diffizil und daher nicht unbedingt zu empfehlen.
Das alle Arbeiten im spannungsfreien Zustand durchgeführt werden setze ich mal voraus, ebenso eine Grundausstattung an diversen Bastelwerkzeugen (muß kein Oszi dabei sein!).
Der Einbau findet in folgenden Schritten statt (jetzt bekommt das Abschirmblech 'ne Beule!):
Der ATARI wird geöffnet, die 5polige DIN Buchse ins Gehäuse eingearbeitet. Es wird empfohlen, die Buchse mit dem Kragen außen am Gehäuse aufzulegen, Probleme mit den dicht an der Hauptbohrung liegenden Befestigungslöchern werden so vermieden. Ein mechanisch festes Verschrauben wird dringend angeraten. Die Position der Buchse in der Rückwand ist unkritisch und daher jedem selbst freigestellt. Der Ordnung halber kann man Wert auf kurze Drahtverbindungen zum AKI legen, Leitungslängen bis 50cm sind jedoch unkritisch! Vorsicht bei der Verdrahtung der Buchse zum AKI, ein längerer Kurzschluß der Betriebsspannung bekommt dem ATARI-Netzteil nicht gut, ein längeres Vertauschen der Betriebsspannung nimmt der PIC im AKI und die Tastatur sehr übel, das Vertauschen der Datenleitungen untereinander hat im allgemeinen keine größeren Folgen.
Die Abbildung 4 zeigt den Einbau der 5poligen DIN Buchse in den ATARI
800 XL. Die Buchse befindet sich oben zwischen Buserweiterungsanschluß
und dem seriellen Steckverbinder.
Die AKI-Platine
wird Huckepack zum POKEY-Chip gelötet (10 Lötstellen). Wohl dem
der einen ATARI mit gesockelten Chips besitzt !!! Bei gesockeltem POKEY
wird dieser entfernt und das AKI aufgelötet, anschließend der
POKEY wieder eingesteckt. Bei nicht gesockeltem POKEY gibt es drei Varianten.
Die Erste wäre das normale Auflöten, was aber ziemlich kompliziert
ist da man nur sehr schwer an die Lötstellen herankommt und ist deshalb
nur den fortgeschritteneren Elektronikbastlern zu empfehlen. Die Zweite
wäre man sockelt den POKEY, dies ist die beste Variante, aber ebenfalls
nur für ‘Fachpersonal’ zu empfehlen. Die dritte Möglichkeit ist
eine 40polige DIL Fassung ‘huckepack’ zu löten und das AKI später
darin einzustecken, was jedoch das Einschneiden bzw. das Weglassen des
Abschirmblechs verlangt (Das Weglassen des Abschirmblechs hat keinen Einfluß
auf das sichere Arbeiten des ATARIs, es kann jedoch zu Bildverschlechterungen
führen). Eventuell kann ein Kondensator, unten rechts vom POKEY, durch
seine Bauhöhe (je nach eingesetzten Bauteilen) etwas stören,
vorsichtiges 'Umbiegen' des Kondensators schafft dann Abhilfe.
Abb. 5: Einbau des ersten Prototyps in den ATARI 800XL, die Platine
sitzt ‘huckepack’ zum POKEY.
Entsprechend der Abbildung werden jetzt noch die notwendigen Verbindungen für START, SELECT, OPTION und RESET verdrahtet.
Abb. 6: Anschluß von START, SELECT und OPTION im ATARI 800 XL
(die drei Widerstände befinden sich rechts unten vom Abschirmblech).
Abb. 7:
Anschluß der RESET-Leitung (gn / ws), rechts unten vom AKI.
Signalbezeichnung | ATARI 800XL / 130XE |
START | linke Seite von R134 |
SELECT | linke Seite von R135 |
OPTION | linke Seite von R136 |
RESET | linke Seite von L14 |
Ebenfalls kann jetzt die Verbindung zu einer umschaltbaren RAM-Erweiterung erfolgen. Dies ist u.U. sehr produktabhängig und deshalb ohne detaillierte Informationen über die eingebaute RAM-Ansteuerung nicht möglich.
ATARI einschalten, die Funktion der normalen ATARI-Tastatur testen, wenn
noch alles funktioniert, die PC-Tastatur anstecken und los geht’s ... Man
kann noch im Selftest den Tastaturtest laufen lassen, das sagt jedoch nur
etwas über die PC-Tastatur an sich aus, sollten einzelne Tasten nicht
funktionieren liegt das zu 99% an der PC-Tastatur selbst. Sollte gar nichts
funktionieren ist der Aufbau nochmals genauestens zu kontrollieren. Spätestens
nach entfernen des PICs aus der AKI-Fassung sollte die alte Funktionsweise
(ohne AKI) wiederhergestellt sein.
Nun aber doch noch ein paar Tips für den Fall das nichts funktioniert:
3. Tastaturbelegung
Abb. 8: PC-MF2-Standardtastatur (englische Version, Tasten 42 und 45 sind
bei deutschem Layout vorhanden)
Die PC-Tastaturbelegung ist im wesentlichen identisch mit den aufgedruckten Symbolen der deutschen bzw. englischen (amerikanischen) Tastatur. Die englische Belegung ist dem ATARI ähnlicher, dem (deutschen) PC Benutzer aber vielleicht nicht so vertraut.
Tastennummern mit verschiedenen Sprachbelegungen: 3,7,8,9,10,11,12,13,22,27,28,40,41,42,45,46,53,54,55.
Hier die Sondertasten, die bei der ATARI-Emulation eine spezielle Bedeutung haben:
PC-Taste | ATARI-Emulation |
CTRL-ALT-DEL | RESET |
F1 | ATARI (1200er) F1 Taste* , je mit SHIFT / CTRL |
F2 | ATARI (1200er) F2 Taste* , je mit SHIFT / CTRL |
F3 | ATARI (1200er) F3 Taste* , je mit SHIFT / CTRL |
F4 | ATARI (1200er) F4 Taste* , je mit SHIFT / CTRL |
F5 | START |
F6 | SELECT |
F7 | OPTION |
F8 | RESET |
F9 | frei |
F10 | HELP |
F11 | INVERS |
F12 | BREAK |
ALT-F9 | Makro 1 wird gesendet |
ALT-F10 | Makro 2 wird gesendet |
ALT-F11 | Makro 3 wird gesendet |
ALT-F12 | Makro 4 wird gesendet |
CTRL-ALT-F9 | Makro 1 wird aufgezeichnet (max. 15 Zeichen) |
CTRL-ALT-F10 | Makro 2 wird aufgezeichnet (max. 15 Zeichen) |
CTRL-ALT-F11 | Makro 3 wird aufgezeichnet (max. 15 Zeichen) |
CTRL-ALT-F12 | Makro 4 wird aufgezeichnet (max. 15 Zeichen) |
ALT-F1 | Versionsnummer des AKI wird gesendet |
ALT-F2 | Sendet Fest-Makro ‘POKE’ (einstellen einer schnelleren Tastatur im BASIC) |
ALT-F3 | Schaltet zwischen deutscher und englischer Tastaturbelegung um (bleibt beim Ausschalten erhalten) |
ALT-F4 | Makroaufzeichnung beenden |
* es gibt ATARI-Modelle welche die Tasten F1... F4 besitzen. Diese Tasten werden vom ATARI-OS unterstützt (auch vom 800/130er OS!) und haben folgende Bedeutung:
F1 | Cursor hoch |
F2 | Cursor runter |
F3 | Cursor links |
F4 | Cursor rechts |
SHIFT-F1 | Bildschirmanfang (HOME) |
SHIFT-F2 | Ende der Zeile |
SHIFT-F3 | Anfang der Zeile |
SHIFT-F4 | Bildschirmende |
CTRL-F1 | Schaltet Tastatur ab, bis wieder CTRL-F1 gedrückt wird (Achtung Falle!) |
CTRL-F2 | Schaltet Bildschirm dunkel, bis irgendeine Taste gedrückt wird |
CTRL-F3 | Schaltet Tastaturklick Ein / Aus |
CTRL-F4 | Schaltet Zeichensatz um ( Graphik / International ) |
4. Softwarekompatibilität
Wie schon gesagt, AKI ist 99% softwarekompatibel da der ATARI nicht unterscheiden kann von welcher Tastatur die Signale gesendet werden. Es gibt, soweit mir bekannt, nur drei Unstimmigkeiten die sich einstellen können:
* Wenn es aufgrund mehrfachen Tastendrucks zum sogenannten ‘ghosting’ kommt (der Matrixcontroller der PC Tastatur erkennt Tasten die nicht gedrückt wurden) werden nur die Tasten als gültig befunden die als erstes abgetastet wurden. Dies ist in den technischen Dokumentationen zu den entsprechenden PC-Tastaturen nachzulesen.
Ein weiterer interessanter Effekt tritt beim schnellen Drücken zweier aufeinanderfolgender Tasten auf. Das Betriebssystem des ATARI ist nicht in der Lage innerhalb 100ms zwei verschiedene Tastenanschläge zu erkennen. Da sich auf der 'neuen' PC Tastatur aber bestimmte Tastenkombinationen wesentlich schneller tippen lassen, kann unter Umständen ein Zeichen ‘verschluckt’ werden. ( Mir passiert das häufig beim Tippen von ‘LDA’ > ‘LA’ oder ‘STA’ > ‘SA’ ). Durch zwischenspeichern zweier Tastenanschläge im PIC wurde dieser Effekt jedoch weitestgehend beseitigt.
5. AKI und RAM-Erweiterungen
Da AKI auf seiner Platine einen Ausgang besitzt der während des RESET-Zustandes geschaltet wird ist es möglich RAM-Disk-Systeme die über eine Bankumschaltung verfügen anzusteuern. Die 2 - ATARI Umschaltung läßt sich also sehr komfortabel über 1 oder 2 Tastendrücke der PC-Tastatur erledigen. Zur Umschaltung wird der SHIFT-Zustand während des Drückens einer der möglichen RESET-Tasten ausgewertet. Ein SHIFT-RESET bewirkt ein Setzen des Ausgangs, normaler RESET bewirkt das Rücksetzen. Der Ausgang schaltet einige Zeit nachdem der RESET-Zustand aktiviert wurde, um einen Prozessorzugriff während der Bankumschaltung sicher zu verhindern.
6. Technische Zusatzinfos
Das AKI besteht im wesentlichen aus nur einem Baustein, einem PIC-Prozessor mit 64 Byte internem EEPROM. Die Beschaltung des PICs entspricht im wesentlichen der Standardapplikation. Der PIC empfängt die von der Tastatur seriell gesendeten AT-Codes und simuliert das Drücken einer Taste in der ATARI-Tastaturmatrix. Die Tasten SHIFT und CONTROL werden 1:1 an den ATARI durchgereicht. Die Stromaufnahmen von AKI (typ. 20mA) und Tastatur (typ. 70mA-160mA, je nach Tastatur) stellen für das ATARI - Netzteil kein Problem dar. Genauere Beschreibungen unter den folgenden Links.
Hexdatei für PIC-Programmierung, aktuellste Version! (Intellec8, 6KByte)
Es werden weiterhin folgende Bauteile benötigt (vergleiche mit Schaltplan):
Noch einige Projekt - Zusatzinfos von mir, die während der Bastelzeit angefallen sind (für die Insider):
Funktionsweise von AKI, Matrixcodes (Scancodes) der ATARI-Tastatur ... u.v.m ! (TXT, 7KByte)
Liste mit allen bisher durchgeführten Änderungen (Bugreport) !
7. Vertrieb, Preis, Qualität und Weiterentwicklung
Es handelt sich bei meiner Entwicklung um ein Bastelprojekt das der ATARI Gemeinde frei zugänglich gemacht werden soll. Dieses Dokument und alle anhängenden Dateien sind ‘F r e e w a r e’, dürfen also frei kopiert, bzw. zum Selbstkostenpreis weitergegeben werden. Die Weitergabe von CAD bzw. Assembler-Quellcodes, die nicht in diesem Dokument erhältlich sind, ist u n z u l ä s s i g . Der Nachbau ist jedem gestattet, solange es sich um kleine Stückzahlen im privaten Bereich / Freundeskreis handelt. Der Nachbau zum Zweck des Vertriebs in größeren Stückzahlen ist n i c h t gestattet. Für ein nachgebautes AKI ist ein Preis von über 40,- DM für eine Einzelanfertigung nicht gerechtfertigt. Bei größeren Stückzahlen sollte sich der Preis weiter senken lassen.
Falls sich Interessenten für dieses Projekt finden, wäre eine ‘professionell’ gefertigte Platine möglich. In diesem Falle wäre auch ein SMD-Layout denkbar, die Platine wäre dann in die Schaltkreisfassung des POKEY einsetzbar. Finden sich also genügend 'AKI - Freaks' bin ich gerne bereit, auch die notwendigen Ursprungs-CAD Daten, auch für SMD, freizugeben bzw. Platinen fertigen zu lassen. (Beim Updaten der PIC-Software kann sich SMD allerdings als nachteiliger erweisen). Weiterentwicklungen sind ebenso denkbar, wie zum Beispiel ein weiterer EEPROM Baustein um längere Tastaturmakros aufzeichnen zu können (bis 8 KByte möglich). In anderen Fällen können die beiden noch freien Aus- / Eingänge vielleicht zusätzliche Sonderfunktionen erfüllen. Wer diesbezüglich Ideen hat, oder mit der Tastaturbelegung nicht ganz zufrieden ist, kann es mir gerne mitteilen (AKI kann sich nur verbessern!).
Alle für den Nachbau notwendigen Dateien gibt's in diesem Dokument frei zum Download !
Ansonsten gibt's bei mir eine PC-Diskette (3,5“) mit allen notwendigen Dateien für 10,- DM, einen programmierten PIC mit der aktuellsten Softwareversion gibt's für 20,- DM, Versand jeweils inklusive.
8. Die Geschichte von AKI, AKI kontra TRANSKEY
Noch einige Worte zur Geschichte von AKI. Inspiriert meinen ATARI nach 2 Jahren wieder aufzustellen, wurde ich beim diesjährigen ATARI-Treffen in Schreiersgrün. Es freut einen zu sehen, daß es doch noch einen 'harten Szene-Kern' gibt. Nochmal vielen Dank an Helmut Weidner, nicht zuletzt für die geschenkte XEP-80. Da ich meinen Berufsalltag vor PC-Tastaturen verbringe, fiel es mir nun doch schwer mit der ATARI-Tastatur zurechtzukommen. Also entwickelte ich diese kleine Schaltung die es ermöglicht, die vorhandene PC-Tastatur mit den ATARI zu verbinden. Einige Tage danach erfuhr ich von einem Produkt namens TRANSKEY, das vor einigen Jahren auf dem Markt erhältlich war und anscheinend den gleichen Zweck erfüllte. Da ich bis heute noch keine detaillierten Informationen über bzw. noch kein TRANSKEY selbst auftreiben konnte, kann ich leider keine Aussagen zu diesem Produkt machen. Allen Hinweisen zu TRANSKEY bin ich sehr dankbar (AKI kann sich nur verbessern!).
Für Hinweise zur Verbesserung bin ich jederzeit dankbar, ein Update der PIC-Software ist jederzeit möglich. Fragen werde ich versuchen, so schnell wie möglich, zu beantworten. MacFalkner@aol.com
Quellen:
Vielen Dank an:
09.06.1998, André Bertram.
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