Pravo domaće računalo koje se lako izrađuje: Z80-MBC2!: 9 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ako ste znatiželjni o tome kako računalo radi i komunicira s "vanjskim stvarima", u današnje vrijeme postoji mnogo ploča spremnih za igranje poput Arduina ili Raspberryja i mnogih drugih. Ali ove ploče imaju sve iste "granice" … skrivaju unutarnji dio jer koriste MCU (jedinica mikrokontrolera) ili SOC (sustav na čipu) pa ne možete dotaknuti CPU, I/O, unutarnju sabirnicu i sve te stvari čine računalo funkcionalnim.

Postoji i druga mogućnost korištenja nekog starijeg dijela kao 8 -bitnih CPU -a (tzv. "Retroračunanje"). Jednostavni su za razumijevanje, a besplatno možete pronaći mnogo dokumentacije i knjiga te omogućuju izradu pravih računala sa svim potrebnim funkcionalnim blokovima (CPU, I/O, RAM, ROM/EPROM itd …).

No općenito teško pronalaze dijelove i zahtijevaju zastarjele instrumente poput programatora i gumice za EPROM ili programera GAL -a, a jednostavniji imaju vrlo ograničene mogućnosti.

Stoga sam pomiješao stare i "nove" dijelove kako bih napravio jedinstven dizajn koji ne treba naslijeđene programere EPROM -a niti otmjene IC -ove, koristeći komponente koje se lako nalaze. Atmega32A MCU djeluje kao I/O podsustav, "emulirajući" EPROM i sve U/I komponente. Štoviše, pomoću Arduino bootloadera, može se jednostavno programirati s dobro poznatim Arduino IDE -om.

Potrebni IC -ovi su:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8 Mhz ili veći
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 KB RAM-a)
• 74HC00

Ako želite 16x GPIO proširenje (opcija GPE), dodajte i MCP23017.

Z80-MBC2 ima mogućnost višestrukog pokretanja i može pokretati CP/M 2.2, QP/M 2.71 i CP/M 3 (podržana 128KB memorirana memorija), tako da s njim možete koristiti vrlo veliku količinu SW-a (npr. lako pronaći prevoditelje Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol, a neki od njih već su dostupni na virtualnim diskovima na SD -u).

Tvrdi diskovi emuliraju se pomoću formata microSD FAT16 ili FAT32 (dovoljno je 1 GB microSD -a), pa je datoteke lako razmjenjivati s računalom (podržano je 16 HD -ova za svaki OS) pomoću cpmtoolsGUI.

Naravno, potreban vam je terminal za interakciju sa Z80-MBC2, a zajednički USB-serijski adapter zajedno s SW-om za emulaciju terminala bit će jeftin i jednostavan izbor.

Korak 1: Komponente i PCB

Prvo je pronaći sve komponente za izradu ploče. Pripremio sam datoteku (A040618 BOM v2.ods) sa svim potrebnim komponentama koje možete lako pronaći. Naravno potrebna je osnovna vještina, a pretpostavlja se da možete pronaći komponente "okolo" …

O PCB -u pripremio sam "laku vezu" za naručivanje male serije (5 kom. Min.) PCB -a ovdje.

Korak 2: Moduli koji su vam previše potrebni…

Također morate kupiti (ako niste) neke uobičajene jeftine module (pogledajte fotografije):

• USB-serijski adapter;
• Modul microSD;
• DS3231 RTC modul (opcionalno);
• USBasp programer (za prebacivanje Arduino pokretačkog programa u Atmega32a);
• AVR adapter s 10 i 6 pinova (opcija).

Korak 3: Izgradite ploču

Za izradu ploče slijedite Vodič za montažu (A040618 Vodič za postavljanje PCB -a.zip) s položajem komponenti na PCB -u (s referencama dijelova i vrijednostima). Također će vam biti korisna shema (A040618 - SCH.pdf).

Počnite lemiti najtanje komponente poput otpornika i dioda, zatim keramičke kondenzatore i tako dalje. Konektori i elektrolitički kondenzatori bit će posljednji.

Korak 4: Instalirajte Arduino IDE i "MightyCore"

Da biste učitali "skicu" Arduina u Atmega32a, morate instalirati Arduino IDE i "MightyCore" odavde pomoću Arduino IDE "Upravitelja ploče".

Na ovaj način podrška za Atmega32a bit će dodana Arduino IDE -u, a moći ćete odabrati Atmega32a kao ciljani uređaj (vidi fotografiju).

Ne zaboravite odabrati ostale opcije kao na fotografiji.

Korak 5: Probušite Bootloader

Da bi Z80-MBC2 bio operativan, trebate umetnuti Arduino bootloader u Atmega32a.

To će vam omogućiti sastavljanje i učitavanje skice u Atmega32a pomoću Arduino IDE -a.

Postoji mnogo načina za flash pokretač. Način koji predlažem je korištenje jeftinog USBasp programera i snimanje pokretačkog programa pomoću Arduino IDE -a.

Za spajanje USBaspa na ICSP konektor Z80-MBC2 možete koristiti uobičajeni 10pin-6pin adapter (pogledajte fotografiju).

Ne zaboravite odspojiti bilo koji drugi priključak kada koristite ICSP. Također, i SD i RTC moduli (ako ih ima) moraju se ukloniti s ploče kada se koristi ICSP port.

Više informacija o ovom koraku možete pronaći ovdje.

Korak 6: Učitajte "skicu"

Sada je vrijeme za učitavanje skice u Atmega32a pomoću Arduino IDE -a. Za to morate spojiti USB-serijski adapter (pogledajte fotografiju) na SERIJSKI priključak (J2) Z80-MBC2.

Morate spojiti pinove GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD USB-serijskog adaptera i SERIJSKI priključak Z80-MBC2.

Sada raspakirajte zip datoteku skice "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" u mapu, kompajlirajte je i učitajte s Arduino IDE-om..

Korak 7: Dodajte SD i RTC

Sada raspakirajte SD zip datoteku "SD-S220718-R191018-v1.zip" u microSD u formatu FAT16 ili FAT32 (1 GB microSD kartice je više nego dovoljno).

Odspojite USB serijski adapter s računala i dodajte Z80-MBC2 SD modul (s microSD-om unutra) i RTC modul (ako ga imate).

Obratite pozornost da module instalirate točno onako kako je prikazano na fotografiji, jer se ne mogu "zamijeniti" na svojim položajima, a ako ih zamijenite, mogu nastati trajna oštećenja!

Sada ste spremni za pokretanje Z80-MBC2 pomoću USB-serijskog adaptera i terminalskog emulatora!

Korak 8: Kako ući u izbornik "Odabir pokretanja …"

Za ulazak u "Odabir načina pokretanja ili parametara sustava" morate pritisnuti tipku RESET (SW2), otpustiti je i odmah pritisnuti tipku KORISNIK (SW1) i držati je pritisnutu dok LED dioda IOS ne počne treptati.

Drugi način je da pritisnete obje tipke, otpustite tipku RESET držeći pritisnutu tipku USER dok LED dioda IOS -a ne počne treptati ili dok ne vidite izbornik na ekranu.

Korak 9: Više informacija…

Više informacija i tehničkih detalja o Z80-MBC2 možete pronaći ovdje.