极客逻辑 GeekLogic-80 年代的口袋计算机：SHARP PC-1500

indienova

2021-08-10 08:00游戏领域创作者

本文由来自 GeekLogic（极客逻辑）的老朋友 Wells 授权转载。原文地址：http://geek-logic.com/sharp-pc-1500/，未做删改。

前言

SHARP PC-1500 乍一看上去就像是一个计算器，但没错，它麻雀虽小却五脏俱全，是一台货真价实的计算机（PC-1500 的 PC 是 Pocket Computer 的缩写）。在 80 年代初，日本的电子工业引领世界，如何将 8 位电脑做的小型化，让商务人士或是工程师能够随身携带，仿佛是每个日本厂商展现自身技术实力与同行竞争的焦点。SHARP、CASIO、General、EPSON、京瓷等等我们耳熟能详的日本品牌在这个细分市场都有着自己的代表作。而其中的佼佼者就是 SHARP。SHARP 在整个 1980 年代一口气推出了 1210，1211，1251，1255，1500，1600 等等多达 30 多款的口袋型计算机。而其中 PC-1500 这个型号在我国使用广泛，目前存世最多。

至于为什么 PC-1500 会在国内应用广泛，我只能以后人的眼光来揣测了，毕竟诞生 PC-1500 的那个年代，我还在托儿所被老师绑在凳子上等放学……从实用的角度来看，PC-1500 配套的 CE-150 底座提供了非常强大的扩展能力，除了带一个四色绘图仪以外，还提供了磁带机接口，可以和 CE-152 磁带机配合使用存取数据。另外，还能外接 CE-158 RS-232 串口通讯组件，与其他计算机或设备交换数据。同时机身背后还提供了一个扩展接口，可以插入 CE-151/CE-155/CE161 等内存扩展模块或存有固化程序的 ROM 模块来扩充内存或执行应用程序。强大的扩展能力加上小巧便携的机身，这款机器在高校、气象、水利、工程等行业大展身手，以往需要用传统计算尺等通过人力花大量时间计算的数据，通过它在现场短短几分钟就能算好。因此在这些行业中广受欢迎。

规格

发售

SHARP PC-1500 在 1981 年于日本首发，次年一月登陆北美、欧洲和澳洲，同年在南美巴西发行的型号为 PC-1500 RP2。

在 1984 年，SHARP 对 PC-1500 的内存进行了升级，从 2KB 升级到了 8KB，升级过后的版本在日本销售的型号为 PC-1501，在海外则是 PC-1500A。

PC-1500 系列还授权其他厂商进行生产并贴牌销售，其中最著名的就是在 RadioShack 售卖的以 Tandy 品牌生产的 TRS-80 系列中的 PC-2 这款。TRS-80 PC-2 仅在键盘布局上做了微调，实质上仍旧是 SHARP PC-1500。此外，在当时 PC-1500A 也被授权给国内的桂林计算机厂以全散件组装（Completely Knock Down）的形式来进行生产，并贴 NANFENG 品牌销售，这也是为什么国内 PC-1500 如此普及的一大原因。

以上图片来自www.pc-1500.info，版权归原作者所有。

在欧洲，匈牙利，PC-1500 被授权给了 HiradasTechnika 贴牌并以 HiradasTechnika PTA-4000 为型号进行销售。

硬件

拆开 SHARP PC-1500 后就可以看到它的 PCB 分为上下两块，上部的那块和液晶屏相连，下部的那块连接了电池仓和外部扩展接口。两块 PCB 通过柔性电路板相连接。

在下部的 PCB 上，最主要的两颗芯片分别是 CPU LH5801 和负责管理 IO 端口的 LH5811 (也有部分早期的机器使用 LH5810 芯片)。

LH5801 是 SHARP 制造的兼容 Z80 的 CPU，这颗芯片使用了 CMOS 制程，以 76Pin 的 QFP(Quad Flat Pack)封装。它能够提供并行的 8 位数据处理能力，能够直接存取 128KB 内存，提供了 82 个指令集，还针对 PC-1500 的需求额外提供了对 LCD 输出的信号控制(H0-H7, Pin 20-27)。当使用 2.6Mhz 的外部晶振时，LH5801 将工作在 1.3Mhz 的频率下。

LH5810/LH5811 则是 SHARP 以 CMOS 制程制造的 60Pin QFP 封装的 IO 端口控制芯片。它提供了 3 个并口，其中 2 个 8 位输入/输出双向端口，1 个 8 位输出端口。此外，还提供了一个串口。这颗芯片还负责了键盘的输入管理。

下部 PCB 下方的较小的 IC 芯片是用来做内存地址管理的片选逻辑芯片。

在上部的 PCB 上，最显眼的是 4 颗并排排列着的 62Pin QFP 封装的 SC882G。这颗芯片负责驱动 LCD 显示屏，每颗芯片内含 128x4bit 的显存（地址范围 7600H-77FFH）。由这 4 颗芯片共同驱动一块 156×7 的单色 LCD 显示屏。

在上部的 PCB 上还有两颗 TC5514P，每颗芯片提供了 0.5KB (1K*4bit)的 RAM 空间，总共有 1KB 的大小，这是系统 RAM（地址范围 7800H-7BFFH）。用户 RAM 则由一颗 TC5517AF 提供（某些版本可能使用日立的 HM6116 芯片），这颗芯片提供了 2KB 的空间（地址范围 4000H-47FFH）。如果是 PC-1501/PC-1500A 的话，使用了日立的 HM6264 芯片，将提供 8KB 的用户 RAM 空间。

下图是我根据技术手册画的整个 SHARP PC-1500 的硬件系统架构图，应该能很清晰的了解硬件设计的架构。

从图上也可以看出，SHARP PC-1500 通过内存扩展口和外设扩展口可以连接丰富的外部硬件以扩展其应用场景。这也是为什么 PC-1500 比起前任 PC-1211 应用范围更广，在国内更流行的一大原因。PC-1500 可以使用的外设有：

内存模块

CE-151 4KB 内存模块

CE-155 8KB 内存模块

CE-157 4KB 内存模块，带 CR2032 电池用以备份数据，带日文片假名 ROM

CE-159 8KB 内存模块，带 CR2032 电池用以备份数据

CE-160 16KB 内存模块，带 CR2032 电池用以备份数据

CE-161 16KB 内存模块，带 CR2032 电池用以备份数据，带写保护开关，可切换为只读 ROM 模式

CE-163 32KB (2 个 16KB 页面) 内存模块，带 CR2032 电池用以备份数据，同一时间只能使用一个 16KB 内存页面，在 PROG 模式中使用如下命令可切换当前使用的内存页面：

PC-1500 机型：

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PC-1501/PC-1500A 机型：

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打印模块

CE-150 四色绘图仪模块，绘图笔颜色为黑、蓝、绿、红，每行最多打印 36 字符，带磁带机接口

CE-515P 四色绘图仪，绘图笔颜色为黑、蓝、绿、红，每行最多打印 160 字符，通过 CE-162E 或 CE-158 连接

CE-516P 四色绘图仪，绘图笔颜色为黑、蓝、绿、红，每行最多打印 160 字符，通过 CE-162E 或 CE-158 连接

存储模块

CE-150 四色绘图仪模块，带磁带机接口，通过接口可以连接 CE-152 磁带机来存取数据

CE-152 磁带机，可以当录音机使用

CE-127R 微型磁带机

RD-720 磁带机

I/O 模块

CE-153 一个可以通过软件定义的触摸键盘，用于输入数据

CE-158 RS-232 串口通信模块

CE-162E 打印接口、磁带机接口扩展模块

IWS 视频输出模块，可以连接监视器，输出 25 行 40 列或 80 列的文本模式，带磁带机连接口

其他行业应用场景软件 ROM 模块（磁带或 ROM 扩展卡）

CE-156 日文片假名数据磁带

CE-157 4KB 内存模块，带日文片假名 ROM

CE-501A 图形开发 ROM 模块

CE-501B 商用图形 ROM 模块

CE-502A 通用统计程序 ROM 模块

CE-502B 统计分发程序 ROM 模块

CE-503A 电子工程程序 ROM 模块

CE-503B 电路分析程序 ROM 模块

CE-504A 财务程序 ROM 模块

CE-505A 数学程序 ROM 模块

CE-507A 计算器 ROM 模块

CE-509A 可定制程序的 EPROM 模块

正是有这么多扩展模块的支持，使得 SHARP PC-1500 应用广泛，这也在当年的产品广告中可见一斑。

PC-1500 BASIC

别看 SHARP PC-1500 小巧，它却拥有完善的编程能力。开机后按下 MODE 键确认进入 PRO 模式就可以直接使用 BASIC 语言来编程了。SHARP 口袋计算机中的 BASIC 语言是从 PC-1210/1211 这一型号开始引入的，被称为 S’-BASIC。S’-BASIC 使用了一个高效的单字节标记系统，将每一条 BASIC 指令、函数功能和运算符和整个字符集一样进行索引。在这个系统中，由于资源限制，字符只接受大写字符。到了 PC-1260/1261 以及后续的 PC-14xx 系列机型，SHARP 的 BASIC 系统从 S’-BASIC 进化成了 S-BASIC，其改进是使用了双字节标记系统，增加了许多新的功能，支持大小写字符。而到了 PC-1500 系列，由于 CPU 发生了变化，使用了 Z80 兼容的 CPU，SHARP 则另起炉灶，重新开发了适合 Z80 架构的 1500-BASIC。

使用 PC-1500 编写程序时，可以使用 NEW 命令来初始化内存卡，清空用户内存空间。每次输入在屏幕上只能看到一行代码，如果要修改代码，可以使用行号来选择。如果通过 CE-150 扩展坞连接到了 CE-152 等磁带机设备，则可以使用 CSAVE 和 CLOAD 命令来储存程序到磁带上或读取磁带上的程序，LLIST 命令则可以在绘图以上将当前的源代码打印出来。

如果要执行程序，按下 MODE 键进入 RUN 模式，使用 RUN 命令执行程序。

据 Wikipedia 说明，早期版本的 PC-1500 在 BASIC 程序执行时和后期版本有着不同的兼容性问题。早期的 PC-1500 在执行 FOR…NEXT 循环结束后跳出循环时，计数变量会比后期版本少 1。例如以下例子：

10FOR K=1TO1020NEXT K

30PRINT K

执行完成后，在早期的 PC-1500 上输出的 K 的值是 10，而后期版本的 PC-1500 则是 11。

另一个奇怪的例子：

10S=20FOR K=1TO10STEP430S=S+140NEXT K

50PRINT S

这段代码的执行结果在早期版本的 PC-1500 上变量 S 的值是 4，而后期版本则是 3。

这应该算是 1500-BASIC 早期版本的一个 Bug 吧。而在 IF…THEN 判断语句中对数值判断的布尔值结果，早期版本的 PC-1500 和后期版本以及现代高级语言的定义也是不一样的。早期的 PC-1500 中，当一个变量的值大于 0 时，该变量的布尔值为真(TRUE)，而当变量的值小于等于 0 时，该变量的布尔值为假(FALSE)；而在后期的 PC-1500 及 PC-1600 等后续机型中，只要变量的值非零(≠0)则其布尔值都为真(TRUE)，如果变量的值等于 0，则布尔值为假(FALSE)。

我的 SHARP PC-1500

其实我一开始没想买 PC-1500 回来收藏，那么小的屏幕，那么小的按键，一点也不爽。可是后来它开启了我收集带液晶屏的可扩展的口袋计算机类型的远古电脑的序幕。直到现在，我已经有五套 PC-1500 和 CE-150 的合体了，不为啥，就因为看到便宜没忍住就先收回来再说吧……

五套拍照摆不下，只能放三套，好吧，排排好，气势还是有的。这几套打理好都能正常工作了

PC-1500 本体只要液晶不老化一般不会有什么问题，而我收到的 5 台 CE-150 绘图仪和扩展坞却都需要仔细打理。CE-150 扩展坞最大的问题在于它有五节内置的镍铬充电电池，为绘图仪模块和主机提供了 450mAh-500mAh 6.0V 的电力支持。可经过了这几十年的时光变换，由于当年的工艺限制，这些镍镉电池都会漏液，漏出的液体轻则腐蚀电路，重则连外壳一起腐蚀。有些情况惨的甚至连装在 CE-150 上的 PC-1500 都无法幸免遇难，被腐蚀到。所以拿到手的 PC-1500 和 CE-150 第一件事就是要检查内置电池漏液情况并及时处理。

原装的内置镍镉电池，漏液是家常便饭，电池漏液的问题很是头疼，拿到手一定要第一时间处理

车祸现场，被严重腐蚀的外壳

拆开 CE-150 后盖后，先把漏液的内置电池包拆除，然后用无水酒精清理被腐蚀的电路板，一定要将电路板上残留的电池漏液清理干净，否则它还将持续给电路板造成损害。另外为了给绘图仪提供足够的电力，还需要用跳线将外接电源输入和原来接电池的接口连接起来，直接使用外部电源供电。这样就取消了内部电池供电，今后也不会因为漏液导致故障了。

被严重腐蚀的电路板。漏液要第一时间清理干净，被腐蚀的电路板很可能导电不良，需要用万用表耐心测试，遇到有问题的用飞线解决。右侧的黑红两根导线则是拆除电池后连接的供电线。

此外，常见的故障还有四色绘图仪模块工作不正常。这个绘图仪模块设计的很精巧，Y 轴通过滚杆控制纸张前进后退，X 轴则是通过齿轮控制钢丝牵引的绘图笔左右移动，而 Z 轴，也就是绘图笔的起笔和落笔，则是由一个继电器推动安装在绘图笔后面的一个横截面为 L 型的横杆来压下或抬起绘图笔。由于齿轮等都是塑料件，在岁月的摧残下，常见的故障都是塑料齿轮老化开裂。仔细观察后可以拆下齿轮替换或者用塑料胶水修补后即可修复。

一般打印模块不会有问题，遇到有问题的要小心处理，尤其是塑料齿轮，拆除时小心碎裂

绘图笔也是一个难以处理的耗材。由于彩色打印机的普及，四色绘图仪的市场已经萎缩。现在网上在正常渠道根本就找不到四色打印笔耗材（SHARP 部件号：黑色墨水 EA-850B，四色墨水 EA-850C; 三菱型号 DU-23）了。在网上找了很久闲鱼有个卖家卖 50 元一支，很贵但还是买了两支备用。卖家说他也就剩最后几支了，停产很多年了。所以以后绘图仪的耗材问题是个大问题。不过还是有办法可以解决的！拿出干涸的绘图笔，绘图笔笔头是塑料的，而墨水胆是不锈钢的。用钳子夹住墨水胆，不能太用力以免墨水胆变形后漏墨，另一个尖嘴钳拔出笔头，然后往墨水胆中用针头加入对应颜色的墨水。将加完墨的绘图笔静置一段较长的时间后，在白纸上试写一下，应该能正常使用了。长期不用的绘图笔一定记得从绘图仪上取下，盖子盖好，避免干涸。

CE-155 8K RAM 模块和 CE-161 带电池的 16K RAM 模块。注意 CE-161 上有个写保护拨动开关，可以将模块变成只读的 ROM 模块

对于我来说，CE-150 最大的作用倒并不是自带的绘图仪，而是磁带机接口，有了这个就能方便的从磁带存取数据了。别小看这么小的单行液晶显示屏，PC-1500 一样也有很多游戏。把电脑的耳机口和 CE-150 用 3.5mm 音频线直连起来，然后把从网上下载下来的程序，转换成 WAV 音频，PC-1500 上用 CLOAD 命令读取后，直接用电脑播放，声音放完，程序就加载成功了。当然也可以连接 CE-152 磁带机来读取存在磁带里的音频数据，这个感觉更复古，我更喜欢这个方法，虽然麻烦了很多。