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Williams 6809 (Defender, Robotron, Joust…)

La grande plateforme d'arcade américaine du début des années 80 : le hardware Williams à base de Motorola 6809, avec son affichage bitmap (framebuffer, pas de tuiles) et sa synthèse vocale (CVSD). Defender, Stargate, Robotron: 2084, Joust, Sinistar, Bubbles, Splat!, Blaster. Pas de DIP switches : tout se règle dans le menu opérateur (CMOS).

Identification

Champ Valeur
Fabricant Williams Electronics
Années 1980 (Defender) → 1983 (Blaster) ; Joust 2 1986
Type plateforme à ROM board ; affichage bitmap
Type de connecteur faisceau Williams (pas JAMMA)
Réglages menu opérateur en CMOS/NVRAM (porte à monnaie) — pas de DIP

Architecture

Bloc Puce Fréquence Rôle
CPU Motorola MC6809E 1 MHz (12 MHz / 12) logique de jeu
CPU son Motorola M6808 (carte son séparée) ~0,9 MHz (puis 3,12 MHz) pilote le son
Son DAC MC1408 + HC55516 (CVSD) musique/SFX par DAC + voix numérisée (Sinistar « I hunger! », Robotron…)
Vidéo framebuffer bitmap en RAM (bank-switché avec la ROM) pixel ~8 MHz ~292×240, 16 couleurs, pas de tuiles/sprites hardware classiques
Accélérateur « Special Chip » (blitter DMA) — SC1/SC2 recopie rapide de blocs (sprites logiciels) ; absent sur Defender & Stargate
I/O PIA 6821 entrées, son, compteurs

Particularité : Williams travaille en bitmap (le CPU/blitter écrit les pixels directement en RAM vidéo), là où la plupart des hardwares de l'époque sont à tuiles + sprites. D'où le rendu si caractéristique (Robotron, Sinistar) et la charge CPU élevée — le blitter « Special Chip » décharge justement ces recopies (sauf sur les deux premiers, Defender/Stargate, qui n'en ont pas).

Jeux notables

Defender (1980), Stargate / Defender II (1981), Robotron: 2084 (1982), Joust (1982), Sinistar (1982), Bubbles (1982), Splat! (1982), Blaster (1983), Joust 2: Survival of the Fittest (1986, variante tardive).

Réglages : le menu opérateur (pas de DIP)

Aucun DIP switch — tout est en CMOS

Le hardware Williams 6809 n'a pas de banc de DIP : monnayage, difficulté, vies, free play, comptabilité et meilleurs scores vivent dans une CMOS/ NVRAM réglée via le menu opérateur (accessible par les boutons de la porte à monnaie). C'est l'équivalent d'un soft-dip (comme sur Neo-Geo MVS ou le menu EEPROM de Cave). Voir la convention DIP générale.

Pannes fréquentes & préservation

Symptôme Cause probable Piste
Réglages / scores perdus, « factory settings » Pile CMOS HS / fuite Remplacer la pile ; nettoyer la corrosion (dégâts pistes possibles)
Graphismes figés / blitter absent Special Chip (SC1/SC2) HS Diagnostic blitter ; substituts communautaires (repro Special Chip)
Pas de voix (SFX OK) Étage CVSD HC55516 Diagnostic carte son
Image bitmap corrompue RAM vidéo / bank switching Test RAM, contacts
Pas d'image Alim, 6809, faisceau Diagnostic base

Fuite de pile CMOS = corrosion

Comme sur beaucoup de cartes à pile de cette époque, une pile CMOS qui fuit ronge les pistes. Retirer / déporter la pile (support ou coin cell externe) est une bonne pratique de préservation.

  • Émulation : MAME (williams/williams.cpp).
  • FPGA / MiSTer : il existe des cores pour les jeux Williams 6809 (Defender, Robotron: 2084, Joust, Sinistar, Stargate, Bubbles, Splat!, Blaster) — reconstruction matérielle du 6809 + framebuffer + blitter Special Chip.

Le +5 V se règle en soudant des résistances ✅

Joust — R10 et R24, pas un potentiomètre

Le manuel d'instruction de Joust (Williams, réf. 16P-3006-101, septembre 1982, 11 p., for upright games) documente un réglage d'alimentation que ce wiki n'avait nulle part : ⚠️ le +5 V ne se tourne pas, il se câble.

Selon ce que porte déjà l'alimentation → ni l'une ni l'autre R10 seule R24 seule R24 et R10
Pour monter la tension, si sous 4,75 V ajouter R24 retirer R10 — retirer R10
Pour descendre, si au-dessus de 5,25 V ajouter R10 — retirer R24 ou ajouter R10 retirer R24 ou ajouter R10

⚠️ Et une vérification qui passe avant le réglage : « Before adjusting the voltage output, always check at the output of the supply for AC hum. This hum should never rise above .005 V on the +5VDC supply. » Un ronflement au-delà de 5 mV veut dire qu'on n'est pas au bon endroit — le manuel renvoie alors au schéma, en mesurant d'abord en continu, puis une seconde fois en alternatif.

ⓘ Avec un point de mesure nommé et deux seuils : au TP5, en haut du condensateur C10, une tension inférieure à +11 V ou une ondulation supérieure à 700 mV eff. condamnent le condensateur.

L'auto-diagnostic, et les deux interrupteurs qui le pilotent ✅

ⓘ Tout passe par la porte à monnaie : l'inverseur AUTO-UP / MANUAL-DOWN et le bouton ADVANCE. Sur MANUAL-DOWN + ADVANCE, la carte entre en mode diagnostic et lance le test ROM ; chaque appui suivant sur ADVANCE enchaîne le test RAM, puis CMOS, son, contacteurs, RAM couleur et les mires moniteur.

ⓘ Un miroir est prévu dans la borne pour ça. « For ease in monitor adjustments, the monitor may be slid back and the screen viewed in the CRT mirror provided on the inside-top of the cabinet. » On retire deux boulons, on fait coulisser le moniteur en arrière, et on le verrouille en position sortie en remettant les deux boulons dans des trous prévus à cet effet.

⚠️ Le mode auto cycle a une condition qu'on ne devine pas : il enchaîne ROM, RAM et CMOS en boucle, mais « the coin door must be open during the Auto Cycle test ». Une erreur détectée arrête le cycle et affiche la panne ; pour en sortir, couper et rallumer.

Ce que les messages d'erreur demandent de mesurer — et une divergence avec cette page
Message à l'écran Ce que le manuel prescrit
« ROM ERROR » + n° de puce couper l'alimentation, remplacer la puce désignée
« RAM ERROR » + n° de banc et de puce ⓘ vérifier d'abord les tensions sur la puce désignée : −5 V broche 1, +12 V broche 8, +5 V broche 9 · puis couper et remplacer · ⚠️ « with multiple RAM failures always check power supply »
« CMOS RAM ERROR OR WRITE PROTECT FAILURE » hors tension, mesurer la broche 22 de la CMOS RAM

✅ Les trois tensions de RAM concordent exactement avec ce que cette page publie déjà — c'est une confirmation par un second document Williams.

⚠️ Mais la CMOS diverge, et ce wiki ne tranche pas. Le manuel de Joust écrit 3,2 V continus minimum sur la broche 22 ; le document Williams déjà dépouillé plus haut sur cette page donne +3,8 V. ⓘ Un seuil minimal et une valeur nominale ne sont pas la même chose, et rien dans les deux textes ne permet de l'affirmer. Les deux sont publiées avec leur source.

ⓘ La suite de la chaîne CMOS, telle qu'écrite : tension présente → remplacer la puce CMOS 1C · tension absente → remplacer les piles alcalines AA de la carte CPU · toujours absente après piles neuves → remplacer les diodes D9 et D10 · message persistant au redémarrage → sonde logique sur le circuit mémoire CMOS et le décodage d'adresses. → Piles de sauvegarde

⚠️ Et le critère d'acceptation d'une alimentation, si l'on doit la comparer à une autre : « check +5 V, −5 V and +12 V outputs […]. Each MUST BE within 2 % of rated output with less than 0.1 % AC hum. »

ⓘ Le diagnostic de la carte son est ailleurs : un bouton DIAGNOSTIC sous la carte son teste sa ROM et produit des sons si le contrôle est bon. ⚠️ Si les sons sortent là mais pas au test 4 du jeu, chercher une sortie PIA de la carte ROM bloquée au niveau bas ; si rien ne sort du tout, c'est la ROM son, l'IC12, l'alimentation d'entrée ou le reste de la carte.

Conversions

  • Même hardware, jeux échangeables : la scène collectionneur pratique les swaps de ROM entre jeux du même socle (ex. Robotron ↔ Joust ↔ Stargate), voire des cartes multigame. Vérifier la présence/compat du Special Chip selon le jeu cible (les jeux à blitter ne tournent pas sur un board sans SC).
  • Pas de suicide ni de protection chiffrée : le CMOS ne sert qu'aux réglages.
  • ⚠️ Ne pas héberger de ROMs — méthode seulement.

Réparation EPROM

Programme 6809 en EPROM 2532 / 2716 (2 Ko), nombreuses (Defender, Robotron, Joust, Stargate, Sinistar, Bubbles). Le blitter (Special Chip) et les PROM de décodage font partie du hardware. Composants d'époque (1980-82).

Modernisation & mods

Le socle commun à toutes les cartes JAMMA

Vidéo, alimentation, panneau de contrôle et upscalers ne dépendent pas de la carte mais du meuble : tout est centralisé dans Moderniser une borne. Pour faire tourner la carte hors d'une borne (chez soi, sur un écran) : supergun.

  • Pile 🟢 : pile de sauvegarde présente (réglages/compteurs/RTC). ⚠️ Sur cette plateforme, une pile morte ne tue PAS le jeu — c'est une fuite de pile qui corrode les pistes. La contrôler et la remplacer avant qu'elle ne coule → piles de sauvegarde.
  • Stockage 🟡 : jeu en EPROM/mask ROM sur la carte. Changer ou restaurer un jeu = reprogrammer les EPROM (et, pour une mask ROM, passer par un adaptateur de brochage) → méthode EPROM.
  • Préservation du support : remplacement du stockage d'origine, multicarts, ODE et solutions modernes par famille → hub préservation PCB.
  • Fréquence de balayage 📺 : carte à base TMS34010 : la configuration écran est programmée par le jeu dans le contrôleur graphique et n'apparaît pas dans le driver — non mesurée ici. En pratique ces cartes restent en résolution standard ~15 kHz. (Déduit de l'architecture documentée plus haut.) → tri-sync et upscalers.
  • FPGA / émulation : voir la section Émulation & FPGA ci-dessous.

Réparation (technicien)

  • « Special Chip » (blitter DMA SC1/SC2) : graphismes lents/corrompus = blitter (absent sur Defender/Stargate) → tester ; puce rare (donneur / repro).
  • Carte son séparée (6808 + DAC MC1408 + CVSD HC55516) : voix numérisée muette (Sinistar « I hunger! », Robotron) = étage CVSD ; musique = DAC.
  • Watchdog : ces cartes redémarrent si le CPU crash → une boucle de reset = 6809 / RAM.
  • Pile CMOS (high scores) qui coule → retirer/remplacer avant qu'elle ne ronge (piles de sauvegarde). Condensateurs : recap.

→ Méthodes : Diagnostic PCB · Recap · EPROM · Piles de sauvegarde

Procédure — carte muette, dans l'ordre ✅

Ce que cette procédure ajoute

La méthode générale est sur Diagnostic PCB. Celle-ci en est l'application à cette plateforme : le même ordre, mais avec les valeurs réellement attendues ici, pour éviter l'aller-retour.

Outillage : multimètre, oscilloscope (ou fréquencemètre), alimentation de labo limitée en courant, tresse à dessouder. → Outillage

Si la carte est encore dans une borne

Un CRT reste chargé machine débranchée. → Sécurité CRT

1. Inspection, hors tension. Corrosion, pistes coupées, pattes d'EPROM oxydées, condensateurs CMS qui fuient, réparations antérieures douteuses.

2. Le connecteur, avant tout le reste. Une bonne part des « cartes mortes » est un problème de contact, pas une panne. Nettoyer les contacts à l'alcool isopropylique et ré-enficher — pas à la gomme abrasive sur un bord doré, elle enlève la dorure et le problème revient en pire. Ça coûte deux minutes et ça tranche.

3. Alimentation, mesurée sur la carte. Viser +5,0 V mesurés au plus près de l'arrivée d'alimentation de la carte — pas à la sortie de l'alim : la chute est dans le faisceau, et c'est précisément ce qui fait qu'une carte démarre sur l'établi et pas dans la borne. Le point de mesure dépend du connecteur de cette carte — bord JAMMA, faisceau JVS ou câblage propriétaire — beaucoup de constructeurs en ont gardé un bien après l'arrivée du JAMMA — voir Identification plus haut. → Câblage Vérifier aussi le −5 V et le +12 V si l'étage son les utilise. Court-circuit suspecté : monter en courant limité et chercher le point chaud.

4. /RESET. Doit se libérer après l'allumage. Maintenue basse = le CPU ne démarre jamais. Une boucle à 1–2 Hz n'est pas le circuit de reset, c'est le watchdog : le CPU plante au boot — regarder le bus, pas le reset.

5. Horloges. Pas de table de mesure pour cette plateforme — les sources MAME n'en donnent pas d'extraction exploitable. Les fréquences éventuellement citées sous Architecture sur cette page servent de repère ; sinon, comparer à une carte qui marche plutôt qu'à un chiffre : une valeur inventée fait condamner des pièces saines. → Diagnostic PCB

6. Bus. L'activité sur les lignes d'adresse du CPU principal dit s'il tourne ou s'il est figé. Figé avec horloges bonnes et reset bon → RAM de travail, buffers de bus, ROMs.

7. Elle démarre mais l'image ou le son est faux — c'est un autre travail : voir Pannes fréquentes sur cette page, puis le signal tracing.

Photos / assets

(À ajouter : ROM board Williams, carte son, Special Chip, pile CMOS.)

L'auto-diagnostic Williams, relevé dans le manuel Robotron ✅

Tout ce qui suit est transcrit du manuel TM 16P-3005-101 (mars 1982), section Self Diagnostics. Il vaut pour la famille : les manuels Stargate et Joust annoncent les mêmes quatre procédures — operation, auditing, adjustment, diagnostics.

Entrer en mode diagnostic — basculer AUTO-UP/MANUAL-DOWN sur MANUAL-DOWN dans la porte à monnaie, puis appuyer sur ADVANCE. Le test ROM démarre. Chaque appui suivant sur ADVANCE enchaîne : RAM, CMOS, son, contacts, RAM couleur, puis les mires moniteur.

Les LED de la carte ROM parlent avant l'écran — et c'est ce qui sauve un jeu sans image :

LED Ce que ça veut dire Ce que le manuel prescrit
0 tests passés —
1 erreur RAM vérifier les tensions sur la RAM désignée : −5 V broche 1, +12 V broche 8, +5 V broche 9. Couper, remplacer. ⚠️ Pannes RAM multiples → contrôler l'alimentation d'abord.
2 erreur ROM les LED affichent le numéro de la puce à deux chiffres. Couper, remplacer.
3 erreur CMOS mesurer +3,8 V continu sur la broche 22 de la CMOS RAM

⚠️ La chaîne CMOS, dans l'ordre du manuel : +3,8 V présent → remplacer la CMOS 1C. Absent → remplacer les piles AA alcalines. Toujours absent avec des piles neuves → remplacer les diodes D9 et D10. Message persistant après redémarrage → remplacer les portes de protection mémoire 6E, IC1, Q1 et le décodeur d'adresses 4G/6J.

⚠️ Des piles AA dans une machine de 1982. C'est le point de préservation de cette famille → piles de sauvegarde.

Deux diagnostics visuels que le manuel donne en clair :

  • une bande verticale épaisse = défaut de RAM couleur → remplacer 1B, 2B ou le circuit analogique couleur ; ⚠️ si les deux RAM semblent mauvaises, c'est peut-être la bascule 1A ;
  • motif de tapis défilant (scanning rug pattern), écran vide au lieu d'INITIAL TESTS INDICATE: OPERATIONAL, table des scores vide, intro vide ou plantage → puce spéciale. Le manuel dit de remplacer les deux puces spéciales une par une par des bonnes connues, en relançant les tests de mise sous tension après chaque échange.

Ce que le manuel Stargate précise en plus — et il est plus précis

Le manuel Stargate (16P-3002-101, octobre 1981) décrit le même dispositif un an plus tôt, et nomme mieux ce que le Robotron appelle « les LED » :

✅ C'est un afficheur 7 segments, sur la carte ROM — 7-segment Diagnostic Display. Il ne clignote pas un code, il épelle une séquence :

Défaut Ce que l'afficheur montre, dans l'ordre
RAM 1, puis le numéro de banc (1, 2 ou 3), puis la puce dans le banc (1 à 8) · pause · la séquence recommence · puis le CRT écrit RAM ERROR XY (X = banc, Y = puce)
ROM 2, puis deux chiffres = numéro de puce ROM (01 à 12) · pause · recommence · puis le CRT écrit ROM ERROR X
Tests passés 0, puis quelques secondes plus tard INITIAL TEST INDICATES à l'écran

✅ Et la manœuvre qui sauve un jeu sans image : « s'il n'y a aucun affichage à la mise sous tension », appuyer sur le bouton Reset de la carte CPU/Video et lire l'afficheur 7 segments de la carte ROM. La puce fautive s'y désigne toute seule, écran éteint.

⚠️ Avant tout ça, les fusibles : cinq sur l'alimentation, deux sur la carte son, plus le fusible de ligne 3 A du panneau d'alimentation. Et vérifier que les connecteurs sont en place — 3 sur l'alimentation, 4 sur la carte son, 5 sur la CPU/Video, 3 sur la carte ROM.

⚠️ Tension secteur : « The line voltage must agree with that specified on the back of the cabinet or serious damage to the machine could occur. » Pour les secteurs faibles (105 V ou 200 V), le manuel renvoie à son schéma de câblage d'alimentation.

Le mode AUTO CYCLE enchaîne ROM, RAM et CMOS en boucle, porte à monnaie ouverte ; il s'arrête au premier défaut et l'affiche. Pour en sortir : éteindre et rallumer.

Defender — Theory Of Operation : le matériel Williams expliqué circuit par circuit ✅

Deux éditions archivées ci-dessous, 38 et 37 pages. Là où les manuels Robotron, Stargate et Joust donnent les procédures, celui-ci donne la théorie — ce que fait chaque circuit et pourquoi.

Sa table des matières est sa valeur : après une Block Diagram Theory, vingt-six sections de Detailed Theory — circuit de reset, chien de garde, MPU, générateur d'horloge, générateur E et Q, générateur d'adresses vidéo, contrôle / timing / multiplexeur d'adresses de la RAM vidéo, RAM vidéo, registres à décalage vidéo, circuit de RAM couleur, générateur de synchro moniteur, circuit de blanking, décodeur page 0, RAM CMOS, tampon de comptage vertical, count 240, schéma mémoire de la carte ROM, décodeur section/page, décodeur ROM section/moitié, PIA/décodeur de la carte ROM, assemblage de la carte interface, et alimentation.

✅ Et une planche qui répond à une question qu'on se pose une carte à la main : « Identification of early system boards », avec photographies —

Carte Comment la reconnaître, d'après le document
CPU/Video une seule ROM de décodage, piles en haut à droite
ROM board circuits 14 et 16 broches montés parallèlement aux ROM
Interface board quatre circuits en tout, plus un réseau de résistances

⚠️ Deux éditions, et le wiki n'arbitre pas : l'archive les intitule Theory Of Operation (1) et (2), l'une « early », l'autre « later ». Les deux sont conservées — sur une famille où les révisions de cartes se distinguent à l'œil, la version early n'est pas un doublon périmé.

Documents d'origine archivés ✅

Documents constructeur archivés localement, trouvés sur Internet Archive le 13 août 2026 et identifiés sur leur page de titre. ⚠️ Les items ne déclarent aucune licence — conservés à titre de préservation, provenance nommée.

Sources & attribution

Relecture & corrections

À quoi sert cet espace

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