Helppo rakentaa oikea kotitietokone: Z80-MBC2!: 9 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Jos olet utelias tietokoneen toiminnasta ja vuorovaikutuksesta "ulkoisten asioiden" kanssa, nykyään on paljon pelilautoja, jotka ovat valmiita pelaamaan, kuten Arduino tai Vadelma ja monet muut. Mutta näillä levyillä on sama "raja" … ne piilottavat sisäosan, koska ne käyttävät MCU: ta (Micro Controller Unit) tai SOC: ta (System On Chip), joten et voi koskea suorittimeen, I/O: hon, sisäiseen väylään ja kaikki nämä asiat saavat tietokoneen toimimaan.

On myös toinen vaihtoehto, jossa käytetään jotakin vanhempaa osaa 8 -bittisenä suorittimena (ns. "Retrotietokone"). Ne on helppo ymmärtää, ja voit löytää paljon asiakirjoja ja kirjoja ilmaiseksi, ja niiden avulla voit rakentaa todellisia tietokoneita, joissa on kaikki tarvittavat toimintolohkot (suoritin, I/O, RAM, ROM/EPROM jne.).

Mutta yleensä ne käyttävät vaikeasti löydettäviä osia ja vaativat vanhentuneita instrumentteja, kuten EPROM -ohjelmoijaa ja pyyhekumia tai GAL -ohjelmoijaa, ja yksinkertaisempien ominaisuuksien ominaisuudet ovat rajalliset.

Joten olen sekoittanut vanhoja ja "uusia" osia tehdäkseni ainutlaatuisen suunnittelun, joka ei vaadi vanhoja EPROM -ohjelmoijia tai hienoja IC -laitteita, helppokäyttöisten komponenttien avulla. Atmega32A MCU toimii I/O -alijärjestelmänä, "emuloiden" EPROMia ja kaikkia I/O -komponentteja. Lisäksi Arduino -käynnistyslataimen avulla se voidaan helposti ohjelmoida tunnetulla Arduino IDE: llä.

Tarvittavat IC: t ovat:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz tai enemmän
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 kt RAM)
• 74HC00

Jos haluat 16x GPIO -laajennuksen (GPE -vaihtoehto), lisää myös MCP23017.

Z80-MBC2: ssa on monikäynnistysominaisuus, ja se voi ajaa CP/M 2.2, QP/M 2.71 ja CP/M 3 (128 kt: n pankkimuistia tuettu), joten voit käyttää sen kanssa erittäin paljon SW-laitetta (esim. löydät helposti Basic-, C-, Assembler-, Pascal-, Fortran-, Cobol -kääntäjät, ja jotkut näistä ovat jo SD -levyn virtuaalilevyillä).

Kiintolevyt emuloidaan käyttämällä microSD FAT16- tai FAT32 -alustusta (1 Gt: n microSD -kortti riittää), joten tiedostojen vaihtaminen tietokoneen kanssa on helppoa (16 kiintolevyä jokaista käyttöjärjestelmää varten tuetaan) cpmtoolsGUI: n avulla.

Tietenkin tarvitset päätelaitteen, jotta voit olla vuorovaikutuksessa Z80-MBC2: n kanssa, ja yhteinen USB-sarjasovitin sekä pääteemulointi SW on halpa ja yksinkertainen valinta.

Vaihe 1: Komponentit ja piirilevy

Ensimmäinen asia on löytää kaikki komponentit levyn rakentamiseen. Olen valmistellut tiedoston (A040618 BOM v2.ods), jossa on kaikki tarvittavat komponentit, jotka löydät helposti. Tietysti perustaito vaaditaan, ja oletetaan, että pystyt löytämään komponentteja "ympäriltä" …

Tietoa piirilevystä Olen valmistanut "helpon linkin" tilatakseni pienen erän (5 kpl min.) PCB: tä täältä.

Vaihe 2: Tarvittavat moduulit…

Sinun on myös ostettava (jos et ole) joitain yleisiä halpoja moduuleja (katso kuvat):

• USB-sarjasovitin;
• MicroSD -moduuli;
• DS3231 RTC -moduuli (valinnainen);
• USBasp -ohjelmoija (Arduino -käynnistyslataimen salama Atmega32a -laitteeseen);
• AVR 10 -nastainen 6 -nastainen sovitin (valinnainen).

Vaihe 3: Rakenna levy

Rakenna levy noudattamalla asennusopasta (A040618 PCB Layout Guide.zip) ja piirilevyn osien sijaintia (sekä osaviitteet että arvot). Myös kaavio (A040618 - SCH.pdf) on kätevä.

Aloita juottamaan ohuimmat komponentit, kuten vastukset ja diodit, sitten keraamiset kondensaattorit ja niin edelleen. Liittimet ja elektrolyyttikondensaattorit ovat viimeiset.

Vaihe 4: Asenna Arduino IDE ja "MightyCore"

Jos haluat ladata Arduino -luonnoksen Atmega32a -laitteeseen, sinun on asennettava Arduino IDE ja "MightyCore" täältä käyttämällä Arduino IDE "Board Manageria".

Tällä tavoin Atmega32a: n tuki lisätään Arduino IDE: hen, ja voit valita Atmega32a: n kohdelaitteeksi (katso kuva).

Muista valita muut vaihtoehdot kuten kuvassa.

Vaihe 5: Flash Bootloader

Jotta Z80-MBC2 toimisi, sinun on salattava Arduino-käynnistyslatain Atmega32a-laitteeseen.

Tämän avulla voit koota ja ladata luonnoksen Atmega32a -laitteeseen Arduino IDE: n avulla.

Käynnistyslataimen voi vilkuttaa monella tavalla. Ehdotan tapaa käyttää halpaa USBasp -ohjelmoijaa ja polttaa käynnistyslatain Arduino IDE: n avulla.

Liitä USBasp Z80-MBC2: n ICSP-liitäntään käyttämällä tavallista 10-nastaista-6-nastaista sovitinta (katso kuva).

Muista irrottaa kaikki muut liittimet, kun käytät ICSP: tä. Myös SD- ja RTC -moduulit (jos niitä on) on poistettava kortilta, kun ICSP -portti on käytössä.

Lisätietoja tästä vaiheesta löytyy täältä.

Vaihe 6: Lataa "luonnos"

Nyt on aika ladata luonnos Atmega32a -laitteeseen Arduino IDE: n avulla. Tätä varten sinun on kytkettävä USB-sarjasovitin (katso kuva) Z80-MBC2: n SERIAL-porttiin (J2).

Sinun on liitettävä USB-sarjasovittimen GND-, +5V/VCC-, DTR-, TXD-, RXD-nastat ja Z80-MBC2-laitteen sarjaportti.

Pura nyt luonnoksen zip-tiedosto "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" kansioon, käännä se ja lataa se Arduino IDE: llä.

Vaihe 7: Lisää SD ja RTC

Pura nyt SD-zip-tiedosto "SD-S220718-R191018-v1.zip" FAT16- tai FAT32-alustetuksi microSD-kortiksi (1 Gt: n microSD-kortti riittää).

Irrota USB-sarjasovitin tietokoneesta ja lisää Z80-MBC2-laitteeseen SD-moduuli (microSD-kortin sisällä) ja RTC-moduuli (jos sinulla on se).

Kiinnitä huomiota moduulien asentamiseen täsmälleen kuvassa esitetyllä tavalla, koska ne eivät ole "vaihdettavissa" paikoillaan, ja vaihtamalla ne voivat aiheuttaa pysyviä vaurioita!

Nyt olet valmis käyttämään Z80-MBC2-laitetta USB-sarjasovittimen ja pääteemulaattorin avulla!

Vaihe 8: Miten pääset "Valitse käynnistys…" -valikkoon

Päästäksesi "Valitse käynnistystila tai järjestelmäparametrit" -tilaan, paina RESET -näppäintä (SW2), vapauta se ja paina heti USER -näppäintä (SW1) ja pidä sitä painettuna, kunnes IOS -merkkivalo alkaa vilkkua.

Toinen tapa on painaa molempia näppäimiä, vapauttaa RESET -näppäin pitämällä USER -näppäintä painettuna, kunnes IOS -merkkivalo alkaa vilkkua, tai näet valikon näytöllä.

Vaihe 9: Lisätietoja…

Lisätietoja ja teknisiä tietoja Z80-MBC2: sta löydät täältä.