Robot Brain: Rakenna yhden kortin tietokone illalla: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Muisti loppuu Picaxe- tai Arduino -laitteestasi? Mutta onko tietokone liikaa tehtävään? Tutustu tähän avoimen lähdekoodin yhden kortin tietokoneeseen, joka voidaan ohjelmoida kielillä, kuten C, Basic, Forth, Pascal tai Fortran. Se käyttää CPM -käyttöjärjestelmää, joka toimii Z80: lla, joka oli suosittu 1970 -luvun lopulta 1980 -luvun puoliväliin. Tämän seurauksena saatavilla on vähintään gigatavua ohjelmistoja, mukaan lukien ohjelmointikielet, laskentataulukko -ohjelmat ja tekstinkäsittelyohjelmat. CPM on tekstipohjainen käyttöjärjestelmä ja yksinkertainen versio DOS: sta. Tämä levy on täydellinen, jos rakennat tätä erittäin monimutkaista robottia tai kodin automaatiojärjestelmää ja huomaat jatkuvasti, että yksittäispiiritietokoneilla, kuten kuvilla, arduinoilla ja atmegasilla, ei ole muisti. Nykyaikainen tekniikka tarkoittaa, että kiintolevyt ja levykeasemat voivat olla yhdellä muistisirulla, ja tietokoneet, jotka tarvitsivat kolmivaiheista virtalähdettä, voidaan nyt emuloida paristokäyttöisellä levyllä. ystävällisten harrastajien ryhmä https://groups.google.com.au/group/n8vemBoards on avoimen lähdekoodin malli, ja voit rakentaa oman tai ostaa sellaisen Yhdysvaltain harrastajalta omakustannushintaan (20 dollaria). Eproms voi ostaa esiohjelmoituna tai voit ohjelmoida oman. Laitetaan yksi yhteen ja katsotaan mitä se voi tehdä…

Vaihe 1: Liity Google -ryhmään

Voit selata ryhmää https://groups.google.com.au/group/n8vem, mutta jos lähetät pyynnön liittyä ryhmään, voit osallistua keskusteluun. Siellä on kirjasto tiedostoja ja paljon kuvia työpöydistä. Lähetin ryhmälle viestin muutama viikko sitten ja pyysin liittymään. Tilasin levyn ja se saapui viikkoa myöhemmin, mikä on melko nopeaa Yhdysvalloista Australiaan. Minulla ei ollut monia osia, joten sain osaluetteloon täältä https://n8vem.googlegroups.com/web/TestPrototype_BOM_PART-LIST.lst?gda=6DMrhVQAAABRoI8ydU505jGCwGWcAnRLVYTZaCdyJias028kLbDjM7mHeIlRNZNuWyWm5kKNAJr2D8gD3ctlIYKczaAghgqdUwk_6Qi3BU8HCN0q6OYwM6JXPqrFQS5SIfKND7QsaYYQuite muutamia kaupoilla on osia, kuten Digikey, Jameco ja Futurlec. Kaikki logiikkapiirit on määritelty LS -osiksi. LS on vähän vanha koulu ja sirut käyttävät enemmän virtaa ja toimivat lämpimänä. Vaihdoin kaikki LS -sirut nykyaikaisempaan HCT -sarjaan. HCT -laitteet ovat suoraan yhteensopivia, mutta kuluttavat paljon vähemmän virtaa. Samoin valitsin CMOS Z80: n, CMOS UART: n (16C550) ja CMOS -tulo-/lähtösirun (82C55). Levy saapui samaan aikaan osien kanssa, ja oli aika aloittaa juottaminen.

Vaihe 2: Juotoslevy

Juotos oli melko helppoa ja se tehtiin puolitoista tuntia. Päätin liittää isot pelimerkit ja juottaa pienemmät pelimerkit suoraan sisään. Suurin ongelma oli taivuttaa kaikki lastutapit hieman niin, että ne sopivat levyyn. Siellä on reaaliaikainen kellosiru, jota en tarvinnut, joten jätin sen pois. Se voidaan lisätä myöhemmin. Laitoin myös DC -pistokkeen levylleni ja 5 V: n säätimen. Tämä levy on niin tehokas, että se ei tarvitse edes jäähdytyselementtiä säätimessä. Ajoin sen pois 9 V: n seinäsyylältä. Epromissa on etiketti ikkunansa päällä, muuten se saattaa pyyhkiä pois, jos se menee aurinkoon. Kaavio on täällä https://n8vem.googlegroups.com/web/Printing+TestPrototype- sch.pdf? gda = MaRhCFMAAABRoI8ydU505jGCwGWcAnRLnTJP08ZxIX8TVeSmRPYsxGLTiGlLa5mMzgNTsMYdvKCD3Kr-tiedosto ei tarvitse rakentaa _kehittäjä_korttia Mutta mielestäni oli hyödyllistä verrata ensimmäiseen tietokoneeseen, jossa oli 8 RAM -sirua 64K: n saamiseksi. Tällä kortilla on puoli meggia yhdellä sirulla. Suoritin on Z80. Z80 tuli 8080 -sirusta, ja 8080 synnytti myös 8086, 80286 - 80586, jota kutsuttiin pentiumiksi, koska patenttivirasto sanoi, että et voi patentoida numeroita. Z80: n 8080 -konekoodiohjeet ovat edelleen olemassa nykyaikaisissa tietokoneissa.

Vaihe 3: Ohjelmoi Eprom

Jos et halua ohjelmoida epromia, voit aina ostaa yhden esiohjelmoidun, kun saat taulun. Mutta ajattelin, että voisin käyttää ohjelmoituja epromeja joissakin muissa projekteissa, joten sain ohjelmoijan ja pyyhekumin. Nämä maksoivat tuhansia. Mutta hain ohjelmoijan hintaan 34 dollaria, sisältäen toimituksen (etsi eprom -ohjelmoija ebaysta), ja pyyhekumi oli 25 dollaria, sisältäen postikulut. Ohjelmoijan mukana tulee oma ohjelmisto, ja jos kerrot sille sirun numeron, se antaa sinulle kuvan siitä, kuinka siru asetetaan ja kaikki kytkimet asetetaan. Epromit tulevat tyhjiksi, mutta ohjelmoin yhden, poistin sen 5 minuutin ajan ja ohjelmoin sen uudelleen, jotta voin tarkistaa, toimiiko kaikki. Koko rom -kuva on täällä https://n8vem.googlegroups.com/web/ROMIMAGE.zip?gda = 5RkX1kEAAABRoI8ydU505jGCwGWcAnRLTpwShSoH8O7HvxGhdHl1lXeXmbZQXujx0V3ulhJIKNrhtrFcBixfottYTQUy-Muj7WbB0sVAO2Hmg. Se on eräänlainen XP -asennuslevyn kanssa, paitsi että tämä menee siruun. Pura tiedosto, käynnistä ohjelmoija, lataa.bin -tiedosto ja ohjelmoi siru. Voit lukea tiedot takaisin ja tarkistaa, että ne menivät läpi. Tämän ohjelmoijan ainoa saalis on, että se tarvitsee rinnakkaisportin. Joissakin uudemmissa tietokoneissa ei ole rinnakkaisporttia. Rakensin itselleni rinnakkaisportin jatkojohdon, joten minun ei tarvinnut jatkaa tietokoneen taakse. Se koostuu IDC D25 -pistokkeesta, IDC D25 -liittimestä ja 2 metrin nauhakaapelista. Purista pistoke liittimeen ruuvipuristimella. Ostamani willem -ohjelmoija ei näytä kaikkia 1 megatavun eprom -ohjelmointiin tarvittavia asetuksia. Sirun vasemmalla puolella lähellä pohjaa hyppääjä on siirrettävä. Asetukset ovat kuitenkin käsikirjassa, joka on tiedosto nimeltä Willem PCB5.0 Manual.html manuaaliosassa. Tässä on paljon enemmän asetuksia.

Vaihe 4: Kytke sarjakaapeli

Jos palaat vaiheeseen 2, näet sarjakaapelin kuvassa. Tässä on kolme osaa: 1) Jatkojohto, joka tulee tietokoneen takaa. Tämä on sateenkaarikaapeli. Rakensin sen samalla tavalla kuin ohjelmoijan johtimen jatkojohto, paitsi että tämä käyttää D9 IDC -pistoketta ja -liitäntää. On todella hyödyllistä, että sinun ei tarvitse jatkuvasti päästä tietokoneen taakse. Jatkojohdossa on naaras toisessa päässä ja uros toisessa. 2) Nollamodeemi. Tämä on naispuolinen yhteys. Sain piirin täältä https://www.beyondlogic.org/serial/serial.htm (vieritä hieman alaspäin). Pohjimmiltaan nollamodeemi yhdistää nastat 7 ja 8, nastat 1, 4, 6 ja vaihtaa nastat 2 ja 3 päälle. 9 -nastaisesta liitännästä tulee sitten 3 -johtiminen liitäntämaa, joka lähettää dataa ja vastaanottaa dataa. Se yksinkertaistaa RS232.3) 10 -nastainen otsikko kortilla D9 -urosliittimeen. Lisätietoja tästä seuraavalla sivulla. Kaaviossa vasemmalla oleva uros D9 muodostaa yhteyden tietokoneeseen. Nollamodeemi on naaras -naarasliitäntä pistokkeiden liittimien kanssa. Olisin voinut kytkeä kaiken tämän paljon vähemmän liittimillä, mutta käytän nollamodeemia muissa projekteissa.

Vaihe 5: Yhdistä sarjaotsikko

Taululla oleva otsikko on suunniteltu kulkemaan 9 -suuntaiseen IDC -nauhakaapeliin ja sitten D9 -urosliittimeen. Ainoa temppu on, että 10 -suuntainen otsikko on suunniteltu ottamaan 10 -suuntainen nauhakaapeli. Jos käytät 9 -suuntaista kaapelia, siinä on rako puuttuvalle johdolle. Otin lähikuvan selventämään tätä. Jos kytket sen oikein, levyn nasta 1 menee D9: n nastaan 1. D9: n nastan 5 tulee liittää levyn maadoitukseen. Jos nämä kaksi on kytketty, myös muut johdot ovat kunnossa.

Johto 1 on nauhakaapelin molempien näkymien vasemmalla puolella. Voit käyttää nauhakaapelia väreillä, jos haluat. IDC -pistokkeen sotkuinen asia on kuumasulateliima. Ei välttämättä välttämätöntä, mutta se tekee asioista hieman vahvempia.

Vaihe 6: Lataa joitakin ohjelmistoja

Tarvitsemme ohjelmistoa taululle, ja ennen kuin voimme ladata ohjelmia, tarvitsemme modeemiohjelman. Käytämme xmodemia, joka on standardi, joka on ollut olemassa jo vuosia. Xmodem on olemassa CPM -ohjelmana, ja se on monessa muodossa PC -ohjelmissa, kuten hyperterminaalissa. Joten voimme käyttää tätä viestintään vanhan ja uuden tekniikan välillä. Katsotaanpa napata hex tiedot xmodem täältä: https://n8vem.googlegroups.com/web/xm50_LB1.zip?gda=O2tYn0EAAABRoI8ydU505jGCwGWcAnRL1RQ8Aj5bHZQJ6hxcf7VyVbwBih-m421sIN3Oibiyd_vhtrFcBixfottYTQUy-Muj7WbB0sVAO2Hmgtm1PE2xNgUnzip sitä ja saat kaksi tiedostoa. Tarvitset sen, joka päättyy.hex. Nyt meidän on lähetettävä tämä taululle. Tarvitset pääteohjelman, joka jäljittelee näyttöä ja näppäimistöä tälle yhden kortin tietokoneelle. Windowsissa on yksi nimeltään hyperterminal, joka yleensä piiloutuu käynnistys-/ohjelmat/lisälaitteet -kansioon. Tai voit käyttää yksityistä hyperterminaalia. Tai Teraterm. Tai absolutetelnet. Tai dos -pohjainen ohjelma nimeltä conex. Ympärillä on paljon pääteohjelmia, koska näin valitsit Internetin ennen laajakaistaa. Se antaa sinulle kolme näyttöä ja tarvitset kaikki asetukset oikein! Kun olet syöttänyt tämän kerran, voit tallentaa tämän istunnon ja se luo pienen tiedoston, joka päättyy.ht Jos napsautat sitten kyseistä tiedostoa (vedä se työpöydälle, jotta löydät sen myöhemmin), se aloittaa hyperterminaalin kaikilla Ensimmäinen näyttö = nimeä yhteys. Kutsu sitä SBC: ksi ja valitse kuvake. Toinen näyttö. Aseta com -portti. Tietokoneeni oletusasetus on COM2 asetusnäytössä, ja se on vaihdettava COM1: ksi. Siirry eteenpäin ja vaihda COM1. Kolmanteen näyttöön. Baudinopeudet jne. Aseta bitit sekunnissa arvoon 9600. 8 Databittiä. Pariteetti ei mitään. Pysäytä bitit 1. Ja Virtauksen säätö -asetukseksi Ei mitään. Sinun on todennäköisesti vain vaihdettava bittejä sekunnissa ja Flow Control, ja nyt sinulle näytetään pääteikkuna. Kytke kortti sarjaporttiin ja käynnistä se ja saat tervetuloviestin. Jos ei, siirry Google -ryhmään ja pyydä apua. Nyt on aika keskustella hallituksen kanssa!

Vaihe 7: Lataa Xmodem

Jos ostit paristokäyttöisen ram -sirun, sinun on tehtävä tämä vain kerran. Itse asiassa toiset yrittävät laittaa tämän eprom -sirulle, joten sinun ei ehkä tarvitse tehdä tätä ollenkaan lähitulevaisuudessa. Kirjoita> kehotteeseen h

Älä kirjoita mitään muuta. Älä kirjoita Enter. Vain yksi tunti, joko pieni tai iso kirjain. Kohdistin laskee yhden rivin alas, mutta mitään muuta ei tapahdu. Napsauta nyt Siirrä -valikon hyperterminaaliohjelman yläosassa. Napsauta Lähetä tekstitiedosto. Etsi Tiedostonimi -kohdasta selaus löytääksesi lataamasi xmodem -heksadesimaalikopion. Sen nimi on XM50LB1. HEX Saatat joutua vaihtamaan oletushaun *.txt arvoon *.hex löytääksesi sen. Napsauta ok, ja monet numerot kulkevat näytön yli noin 30 sekunnin ajan. Odota, kunnes ne pysähtyvät. Paina sitten c -kirjainta kerran ilman enter -näppäintä. Odota 2 sekuntia ja tulet näyttöön tuhannen näyttökerran hinnasta A> -kehotteella. Kirjoita nyt seuraava ja paina enter: Tallenna 40 b: xm.com Kirjoita nyt B: ja kirjoita, vaihtaaksesi asemaan B ja saat B> -kehotteen. Kirjoita nyt DIR ja kirjoita luettelo tiedostoista. Tässä tietokoneessa on kolme asemaa, A, B ja F. Näet kummankin sisällön kirjoittamalla aseman kirjaimen, sitten kaksoispisteen, syöttämällä ja sitten DIR. Kuvassa näkyy kuvakaappaus.

Vaihe 8: Tartu ohjelmistoon

Siellä on paljon CPM -ohjelmistoja. Esim. Kokeillaan jotain yksinkertaista. Anna Basicin lisätä pari numeroa ja tulostaa vastaus. Tätä varten tarvitsemme kopion Basicista. Siellä on paljon kopioita, mutta päästään hieman tangenttiin ja puhutaan Altair -simulaattorista. Tämä pieni ohjelma on täydellinen emulointi PCM: llä toimivasta CPM -koneesta. Siinä on suuri ohjelmistokirjasto, joka on kätevästi pakattu levyn kokoisiin osiin, ja se toimii paljon nopeammin kuin todellinen CPM -tietokone, joka on erittäin kätevä käännettäessä. Simulaattori on täällä: https://www.schorn.ch/cpm/intro.phpLataa ohjelmisto ja lataa vähintään CPM2.2 -levykuva ja noin puolet sivun alaspäin peruskuva. Laita ne kaikki samaan hakemistoon. Kun olet siellä, tutustu kaikkiin muihin kieliin, kuten C Cobal, Fortran, Pascal. Jos suoritat ohjelman AltairZ80.exe, saat dos -ikkunan. Jos olet ladannut tiedoston basic.dsk, voit suorittaa sen komennolla Tee perus Simulaattorissa. Sitten DIR luetteloi tiedostot (jotka ovat asemassa A: ja B:) Haluamme MBASICin ja se on A -asemassa. Kopioi tämä PC -hakemistoon kirjoittamalla W MBASIC. COM ja tämä tiedosto tallennetaan hakemistoon, jossa altair -ohjelma sijaitsee. Voit tehdä päinvastaisen R -komennolla, joka siirtää tiedostot tietokoneelta altair -simulaattorilevyille. Jos haluat pelata CPM: llä, tämä on loistava tapa tehdä se ilman, että sinun tarvitsee rakentaa tai ostaa mitään. E). Tämä poistuu ja säästää. Jos et halua tallentaa mitään muutoksia, sulje ikkuna, jossa X on oikeassa yläkulmassa.

Vaihe 9: Siirrä tiedosto MBASIC. COM taululle

Siirretään Basic taululle.

Siirry hyperterminaali -istunnossa asemaan B: ja kirjoita XM R MBASIC. COM ja kirjoita sitten. Tämä käynnistää xmodem -ohjelman ja istuu siellä odottamassa tiedoston saapumista. Siirry nyt hyperterminaalivalikkoon ja napsauta Siirrä ja sitten Lähetä tiedosto. Selaa tiedostoa MBASIC. COM. Valitse protokollaosassa Xmodem. Hyperterminaalissa se on kolmas alaspäin. Napsauta Lähetä ja muutaman sekunnin kuluttua tiedosto menee kuitenkin. Se kestää noin minuutin. Jos se toimii, sinun pitäisi saada B> -kehote. Kirjoita DIR tarkistaaksesi sen olemassaolon. (Ohita kaikki B> näytön alaspäin - osuin Enter -näppäimeen muutaman kerran vahingossa)

Vaihe 10: Suorita Basic ja kirjoita ohjelma

Nyt voimme suorittaa Basicin taululla ja kirjoittaa pienen ohjelman. Eg mbasic10 A = 2020 B = 3030 C = A+B40 print "Vastaus on:"; CRUNSave "MYPROG", ANNoilla meillä on toimiva tietokone.

Vaihe 11: Kokoa ohjelma

Jos sinusta tuntuu todella innostuneelta, voit koota ohjelman. Tämä tuottaa.com (vastaa.exe PC: llä). Com -tiedostoja voidaan ajaa itsenäisinä ohjelmina, ja ne voidaan jopa asettaa toimimaan automaattisesti, kun levy käynnistyy. Taulu voi nyt toimia erillisenä ohjaimena ilman, että sitä tarvitsee koskaan liittää tietokoneeseen. Jälkimmäinen on nopeampi, mutta sillä ei ole väliä. Jos haluat kääntää ohjelmia, tarvitset seuraavat: MBASIC. COM, BRUN. COM L80. COM BCLOAD, BASLIB. REL JA BASCOM. COMC on hieman erilainen, mutta mielestäni se käyttää edelleen L80 -linkkeriä. Katso kuvakaappaus ohjelman kirjoittamisesta, kääntämisestä ja suorittamisesta. Pysy kuulolla, koska pian on kiintolevyt, mini -LCD -näyttö, näyttö, joka käyttää vanhaa vga -näyttöä https://www.tvterminal.de/index.html#english näppäimistöliitännällä, flash -asemalla ja tulolla ja lähtölevyt!