Lihtne ehitada tõeline omatehtud arvuti: Z80-MBC2!: 9 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kui olete uudishimulik, kuidas arvuti töötab ja suhtleb "väliste asjadega", siis tänapäeval on palju mängimiseks valmis lauad nagu Arduino või Vaarikas ja paljud teised. Kuid sellel plaadil on sama "piir" … nad peidavad sisemist osa, kuna kasutavad MCU -d (mikrokontroller) või SOC -d (System On Chip), nii et te ei saa puudutada CPU -d, I/O -d, sisemist bussi ja kõik need asjad, mis panevad arvuti tööle.

On veel üks võimalus, mis kasutab mõnda vanemat osa 8 -bitiste protsessoritena (nn "retroarvutus"). Neid on lihtne mõista ning leiate tasuta palju dokumente ja raamatuid ning need võimaldavad ehitada tõelisi arvuteid koos kõigi vajalike funktsiooniplokkidega (CPU, I/O, RAM, ROM/EPROM jne …).

Kuid üldiselt kasutavad nad osade leidmist raskelt ja nõuavad aegunud instrumente, nagu EPROM -i programmeerija ja kustutuskumm või GAL -programmeerija, ning lihtsamatel on väga piiratud funktsioonid.

Nii et olen hõlpsasti leitavaid komponente kasutades seganud vanu ja "uusi" osi, et luua ainulaadne disain, mis ei vaja pärandit sisaldavat EPROM -programmeerijat ega väljamõeldud IC -sid. Atmega32A MCU toimib I/O alamsüsteemina, "jäljendades" EPROMi ja kõiki I/O komponente. Veelgi enam, kasutades Arduino alglaadurit, saab seda hõlpsasti programmeerida tuntud Arduino IDE abil.

Vajalikud IC -d on:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8 MHz või rohkem
• Atmega32A
• TC551001-70 (128KB RAM)
• 74HC00

Kui soovite 16x GPIO laiendust (GPE valik), lisage ka MCP23017.

Z80-MBC2-l on mitme alglaadimise võimalus ja see võib käivitada CP/M 2.2, QP/M 2.71 ja CP/M 3 (toetatud 128 KB mälu), nii et saate sellega kasutada väga palju SW-d (nt lihtne leida Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol kompilaatoreid ja mõned neist on juba SD -i virtuaalsetel ketastel olemas).

Kõvakettaid emuleeritakse microSD FAT16 või FAT32 vormingus (piisab 1 GB microSD -st), seega on failide vahetamine arvutiga lihtne (toetatakse 16 kõvaketast iga operatsioonisüsteemi jaoks), kasutades cpmtoolsGUI.

Loomulikult vajate terminali Z80-MBC2-ga suhtlemiseks ning ühine USB-jadaadapter koos terminaliemulatsiooniga SW on odav ja lihtne valik.

Samm: komponendid ja trükkplaat

Esimene asi on leida kõik tahvli ehitamiseks vajalikud komponendid. Olen koostanud faili (A040618 BOM v2.ods) koos kõigi vajalike komponentidega, mille leiate hõlpsalt. Loomulikult on vaja põhioskusi ja eeldatakse, et suudate leida komponente "ümber" …

PCB kohta Olen koostanud "lihtsa lingi" väikese partii (5 tk min.) Tellimiseks siit.

2. samm: liiga vajalikud moodulid…

Samuti peate ostma (kui te pole seda teinud) mõnda tavalist odavat moodulit (vt fotosid):

• USB-jadaadapter;
• MicroSD -moodul;
• DS3231 RTC moodul (valikuline);
• USBasp programmeerija (Arduino alglaaduri välkimiseks Atmega32a);
• AVR 10- kuni 6 -pin adapter (valikuline).

3. samm: ehitage plaat

Plaadi ehitamiseks järgige montaaži juhendit (A040618 PCB Layout Guide.zip) koos komponentide asukohaga trükkplaadil (koos osade viidetega ja väärtustega). Skeem (A040618 - SCH.pdf) on samuti mugav.

Alustage kõige õhemate komponentide, näiteks takistite ja dioodide, jootmist, seejärel keraamilisi kondensaatoreid ja nii edasi. Pistikud ja elektrolüütkondensaatorid jäävad viimasteks.

Samm: installige Arduino IDE ja "MightyCore"

Arduino "visandi" laadimiseks Atmega32a -sse peate siit installima Arduino IDE ja "MightyCore", kasutades Arduino IDE "Board Managerit".

Sel viisil lisatakse Arduino IDE -le Atmega32a tugi ja saate sihtmärgiks valida Atmega32a (vt fotot).

Ärge unustage valida muid valikuid nagu fotol.

Samm: välklaadimislaaduri välklamp

Z80-MBC2 toimimiseks peate välkima Arduino alglaaduri Atmega32a.

See võimaldab teil eskiisi Arduino IDE abil kompileerida ja Atmega32a laadida.

Alglaaduri välgutamiseks on palju võimalusi. Minu soovitatud viis on kasutada odavat USBasp programmeerijat ja põletada alglaadur Arduino IDE abil.

USBasp ühendamiseks Z80-MBC2 ICSP-pistikuga saate kasutada tavalist 10-pin-6pin adapterit (vt fotot).

Ärge unustage ICSP kasutamisel lahti ühendada kõik muud pistikud. Samuti tuleb nii SD- kui ka RTC -moodulid (kui need on olemas) eemaldada plaadilt, kui ICSP -port on kasutusel.

Lisateavet selle sammu kohta leiate siit.

Samm: laadige "visand"

Nüüd on aeg visand Arduino IDE abil Atmega32a laadida. Selleks peate ühendama USB-jadaadapteri (vt fotot) Z80-MBC2 SERIAL-porti (J2).

Peate ühendama USB-jadaadapteri GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD kontaktid ja Z80-MBC2 SERIAL pordi.

Pakkige nüüd eskiisi zip-fail "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" kausta, kompileerige see ja laadige see Arduino IDE-ga.

Samm: lisage SD ja RTC

Pakkige SD-zip-fail "SD-S220718-R191018-v1.zip" lahti FAT16 või FAT32 vormingus microSD-sse (1 GB microSD on enam kui piisav).

Ühendage USB-jadiadapter arvutist lahti ja lisage Z80-MBC2-le SD-moodul (microSD-kaardi sees) ja RTC-moodul (kui see on olemas).

Pöörake tähelepanu moodulite paigaldamisele täpselt nii, nagu fotol näidatud, sest need ei ole asendis "vahetatavad" ja nende vahetamisel võivad tekkida püsivad kahjustused!

Nüüd olete valmis käivitama Z80-MBC2, kasutades USB-jadaadapterit ja terminaliemulaatorit!

Samm 8: kuidas siseneda menüüsse "Valige alglaadimine …"

"Alglaadimisrežiimi või süsteemi parameetrite valimiseks" sisenemiseks peate vajutama nuppu RESET (SW2), vabastama selle ja vajutama kohe USER -klahvi (SW1) ning hoidma seda all, kuni IOS -LED hakkab vilkuma.

Teine võimalus on vajutada mõlemat klahvi, vabastada klahv USER all hoides RESET -klahv, kuni IOS -LED hakkab vilkuma või kui näete ekraanil menüüd.

Samm: lisateave…

Siit leiate lisateavet ja tehnilisi üksikasju Z80-MBC2 kohta.