Paprastas naminis kompiuteris: Z80-MBC2!: 9 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Jei jums įdomu, kaip veikia kompiuteris ir sąveikauja su „išoriniais dalykais“, šiais laikais yra daugybė žaidimų lentų, paruoštų žaisti, kaip „Arduino“ar „Raspberry“ir daugelis kitų. Tačiau šios plokštės turi tą pačią „ribą“… jos slepia vidinę dalį, nes naudoja MCU (mikrovaldiklio bloką) arba SOC (sistema į lustą), todėl negalite liesti procesoriaus, įvesties/išvesties, vidinės magistralės ir visa tai, kas verčia kompiuterį veikti.

Yra ir kita galimybė, naudojant kai kurias senesnes dalis kaip 8 bitų procesorius (vadinamasis „retrokompiuteris“). Juos nesunku suprasti, be to, galite nemokamai rasti daug dokumentacijos ir knygų ir leisti kurti tikrus kompiuterius su visais reikalingais funkcijų blokais (procesorius, įvestis/išvestis, RAM, ROM/EPROM ir kt.).

Tačiau paprastai jie sunkiai suranda dalis ir reikalauja pasenusių instrumentų, tokių kaip EPROM programuotojas ir trintukas arba GAL programuotojas, o paprastesni turi labai ribotas funkcijas.

Taigi sumaišiau senas ir „naujas“dalis, kad sukurtų unikalų dizainą, kuriam nereikia jokio seno EPROM programuotojo ar išgalvotų IC, naudojant lengvai randamus komponentus. „Atmega32A MCU“veikia kaip įvesties/išvesties posistemis, „imituojantis“EPROM ir visus įvesties/išvesties komponentus. Be to, naudojant „Arduino“įkrovos įkroviklį, jį galima lengvai užprogramuoti naudojant gerai žinomą „Arduino IDE“.

Reikalingi IC yra:

• Z80 procesoriaus CMOS (Z84C00) 8Mhz arba didesnis
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 KB RAM)
• 74HC00

Jei norite 16x GPIO išplėtimo (GPE parinktis), pridėkite ir MCP23017.

„Z80-MBC2“turi daugkartinio įkrovos galimybę ir gali paleisti CP/M 2.2, QP/M 2.71 ir CP/M 3 (palaikoma 128 KB atmintis), todėl su juo galite naudoti labai daug SW (pvz. lengvai rasite „Basic“, „C“, „Assembler“, „Pascal“, „Fortran“, „Cobol“kompiliatorius, o kai kurie iš jų jau yra pateikti virtualiuose SD diskuose).

Kietieji diskai yra emuliuojami naudojant „microSD FAT16“arba „FAT32“formatą (pakanka 1 GB „microSD“), todėl lengva keistis failais su kompiuteriu (palaikoma 16 kiekvienos OS HD), naudojant „cpmtoolsGUI“.

Žinoma, jums reikia terminalo, kad galėtumėte sąveikauti su Z80-MBC2, o įprastas USB serijos adapteris kartu su terminalo emuliacija SW bus pigus ir paprastas pasirinkimas.

1 žingsnis: komponentai ir PCB

Pirmas dalykas yra rasti visus komponentus plokštės statybai. Aš paruošiau failą (A040618 BOM v2.ods) su visais reikalingais komponentais, kuriuos galite lengvai rasti. Žinoma, reikalingi pagrindiniai įgūdžiai, ir manoma, kad jūs galite rasti komponentų „aplink“…

Apie PCB Aš paruošiau „paprastą nuorodą“, kad čia užsisakyčiau nedidelę partiją (5 vnt. Min.).

2 žingsnis: moduliai, kurių jums taip pat reikia …

Taip pat turite nusipirkti (jei to nepadarėte) įprastų pigių modulių (žr. Nuotraukas):

• USB serijos adapteris;
• „MicroSD“modulis;
• DS3231 RTC modulis (neprivaloma);
• „USBasp“programuotojas („Arduino“įkrovos įkroviklio perkėlimui į „Atmega32a“);
• AVR adapteris nuo 10 iki 6 kontaktų (pasirinktinai).

3 žingsnis: sukurkite lentą

Norėdami pastatyti plokštę, vadovaukitės surinkimo vadovu (A040618 PCB Layout Guide.zip), nurodydami komponentų vietą ant PCB (nurodant dalių nuorodas ir vertes). Taip pat bus naudinga schema (A040618 - SCH.pdf).

Pradėkite lituoti ploniausius komponentus, tokius kaip rezistoriai ir diodai, tada keraminius kondensatorius ir pan. Jungtys ir elektrolitiniai kondensatoriai bus paskutiniai.

4 veiksmas: įdiekite „Arduino IDE“ir „MightyCore“

Norėdami įkelti „Arduino“eskizą į „Atmega32a“, turite įdiegti „Arduino IDE“ir „MightyCore“iš čia, naudodami „Arduino IDE“„Board Manager“.

Tokiu būdu „Amega32a“palaikymas bus pridėtas prie „Arduino IDE“ir galėsite pasirinkti „Atmega32a“kaip tikslinį įrenginį (žr. Nuotrauką).

Nepamirškite pasirinkti kitų parinkčių, kaip parodyta nuotraukoje.

5 veiksmas: paleiskite įkrovos tvarkyklę

Kad Z80-MBC2 veiktų, turite įkelti „Arduino“įkrovos įkroviklį į „Atmega32a“.

Tai leis jums surinkti ir įkelti eskizą į „Atmega32a“naudojant „Arduino IDE“.

Yra daug būdų paleisti įkrovos tvarkyklę. Aš siūlau naudoti pigų „USBasp“programuotoją ir įrašyti įkrovos tvarkyklę naudojant „Arduino IDE“.

Norėdami prijungti USBasp prie Z80-MBC2 ICSP jungties, galite naudoti įprastą 10-pin-6pin adapterį (žr. Nuotrauką).

Nepamirškite atjungti bet kokios kitos jungties, kai naudojate ICSP. Taip pat SD ir RTC moduliai (jei yra) turi būti pašalinti iš plokštės, kai naudojamas ICSP prievadas.

Daugiau informacijos apie šį žingsnį rasite čia.

6 veiksmas: įkelkite „eskizą“

Dabar atėjo laikas įkelti eskizą į „Atmega32a“naudojant „Arduino IDE“. Norėdami tai padaryti, turite prijungti USB nuoseklųjį adapterį (žr. Nuotrauką) prie Z80-MBC2 serijos prievado (J2).

Turite prijungti USB nuoseklaus adapterio GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD kaiščius ir Z80-MBC2 serijos prievadą.

Dabar išpakuokite eskizo ZIP failą „S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip“į aplanką, sukompiliuokite jį ir įkelkite naudodami „Arduino IDE“.

7 veiksmas: pridėkite SD ir RTC

Dabar išpakuokite SD ZIP failą „SD-S220718-R191018-v1.zip“į FAT16 arba FAT32 formato „microSD“(1 GB „microSD“yra daugiau nei pakankamai).

Atjunkite USB nuoseklųjį adapterį nuo kompiuterio ir pridėkite prie Z80-MBC2 SD modulį (su „microSD“viduje) ir RTC modulį (jei turite).

Atkreipkite dėmesį, kad moduliai būtų sumontuoti tiksliai taip, kaip parodyta nuotraukoje, nes jie nėra „keičiami“savo padėtyje, o juos keičiant gali atsirasti nuolatinių pažeidimų!

Dabar esate pasiruošę paleisti Z80-MBC2 naudodami USB nuoseklųjį adapterį ir terminalo emuliatorių!

8 veiksmas: kaip įeiti į meniu „Pasirinkite įkrovą …“

Norėdami įeiti į „Pasirinkite įkrovos režimą arba sistemos parametrus“, turite paspausti RESET mygtuką (SW2), atleisti jį ir nedelsdami paspausti USER mygtuką (SW1) ir laikyti jį nuspaustą, kol pradės mirksėti IOS indikatorius.

Kitas būdas yra paspausti abu klavišus, atleisti RESET klavišą, laikant nuspaudus USER mygtuką, kol pradės mirksėti IOS lemputė arba ekrane pamatysite meniu.

9 veiksmas: daugiau informacijos …

Daugiau informacijos ir techninės informacijos apie Z80-MBC2 rasite čia.