Un computer real de casă ușor de construit: Z80-MBC2 !: 9 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Dacă sunteți curioși de modul în care funcționează un computer și interacționează cu „lucruri externe”, în zilele noastre există o mulțime de plăci gata să se joace precum Arduino sau Raspberry și multe altele. Dar aceste plăci au toate aceeași „limită” … ascund partea interioară deoarece folosesc un MCU (Micro Controller Unit) sau un SOC (System On Chip), astfel încât să nu puteți atinge CPU, I / O, magistrala internă și toate aceste lucruri care fac ca un computer să funcționeze.

Există o altă opțiune care folosește o parte mai veche ca procesoare pe 8 biți (așa-numitul "retrocomputer"). Sunt ușor de înțeles și puteți găsi o mulțime de documentație și cărți gratuit și vă permit să construiți computere reale cu toate blocurile funcționale necesare (CPU, I / O, RAM, ROM / EPROM etc.).

Dar, în general, utilizează piese greu de găsit și necesită instrumente depășite, cum ar fi un programator și radieră EPROM sau un programator GAL, iar cele mai simple au caracteristici foarte limitate.

Așa că am amestecat piese vechi și „noi” pentru a crea un design unic care nu are nevoie de niciun programator EPROM vechi sau IC-uri fanteziste, folosind componente ușor de găsit. MCU Atmega32A acționează ca un subsistem I / O, „emulând” EPROM și toate componentele I / O. Mai mult, folosind un bootloader Arduino, poate fi programat cu ușurință cu binecunoscutul IDE Arduino.

IC-urile necesare sunt:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz sau mai mare
• Atmega32A
• TC551001-70 (128KB RAM)
• 74HC00

Dacă doriți extinderea GPIO 16x (opțiunea GPE) adăugați și un MCP23017.

Z80-MBC2 are o capacitate multi-boot și poate rula CP / M 2.2, QP / M 2.71 și CP / M 3 (128 KB de memorie bancară acceptată), astfel încât să puteți utiliza o cantitate foarte mare de SW (de exemplu, puteți găsiți cu ușurință compilatoare Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol și unele dintre acestea sunt deja furnizate în discurile virtuale de pe SD).

Hard disk-urile sunt emulate folosind un format microSD FAT16 sau FAT32 formatat (un microSD de 1 GB este suficient), deci este ușor să schimbați fișierele cu computerul dvs. (16 HD-uri pentru fiecare sistem de operare sunt acceptate) folosind cpmtoolsGUI.

Desigur, aveți nevoie de un terminal pentru a interacționa cu Z80-MBC2, iar un adaptor USB-serial comun împreună cu un SW de emulare a terminalului vor fi o alegere ieftină și simplă.

Pasul 1: Componente și PCB

Primul lucru este să găsiți toate componentele pentru a construi placa. Am pregătit un fișier (A040618 BOM v2.ods) cu toate componentele necesare pe care le puteți găsi cu ușurință. Desigur, este necesară o abilitate de bază și se presupune că puteți găsi componente „în jur” …

Despre PCB Am pregătit un „link ușor” pentru a comanda aici un lot mic (5 buc. Min.) De PCB.

Pasul 2: Module de care aveți nevoie prea …

De asemenea, trebuie să cumpărați (dacă nu ați făcut) câteva module ieftine obișnuite (vezi fotografiile):

• Un adaptor serial USB;
• Un modul microSD;
• Un modul DS3231 RTC (opțional);
• Un programator USBasp (pentru a încărca bootloader-ul Arduino în Atmega32a);
• Un adaptor AVR de 10 pini la 6 pini (opțional).

Pasul 3: Construiți placa

Pentru a construi placa, urmați Ghidul de asamblare (A040618 PCB Layout Guide.zip) cu poziția componentelor de pe PCB (atât cu referințele părților, cât și cu valorile). De asemenea, schema (A040618 - SCH.pdf) va fi la îndemână.

Începeți să lipiți cele mai subțiri componente, cum ar fi rezistențele și diodele, apoi condensatoarele ceramice și așa mai departe. Conectorii și condensatorii electrolitici vor fi ultimii.

Pasul 4: Instalați Arduino IDE și „MightyCore”

Pentru a încărca "schița" Arduino în Atmega32a, trebuie să instalați Arduino IDE și "MightyCore" de aici folosind Arduino IDE "Board Manager".

În acest fel, suportul pentru Atmega32a va fi adăugat la IDE-ul Arduino și veți putea selecta Atmega32a ca dispozitiv țintă (a se vedea fotografia).

Nu uitați să selectați celelalte opțiuni ca în fotografie.

Pasul 5: Flash Flash Bootloader

Pentru ca Z80-MBC2 să funcționeze, trebuie să blocați bootloader-ul Arduino în Atmega32a.

Acest lucru vă va permite să compilați și să încărcați schița în Atmega32a utilizând ID-ul Arduino.

Există multe modalități de a bloca bootloader-ul. Modul în care vă sugerez este să utilizați un programator USBasp ieftin și să ardeți bootloader-ul folosind Arduino IDE.

Pentru a conecta USBasp la conectorul ICSP al Z80-MBC2 puteți utiliza un adaptor comun de 10 pini-6 pini (a se vedea fotografia).

Nu uitați să deconectați orice alt conector atunci când utilizați ICSP. De asemenea, ambele module SD și RTC (dacă există) trebuie scoase de pe placă atunci când portul ICSP este utilizat.

Mai multe informații despre acest pas puteți găsi aici.

Pasul 6: Încărcați „schița”

Acum este timpul să încărcați schița în Atmega32a folosind Arduino IDE. Pentru aceasta, trebuie să conectați adaptorul serial USB (a se vedea fotografia) la portul SERIAL (J2) al Z80-MBC2.

Trebuie să conectați pinii GND, + 5V / VCC, DTR, TXD, RXD ai adaptorului serial USB și portul SERIAL al Z80-MBC2.

Acum dezarhivați fișierul zip schiță „S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip” într-un folder, compilați-l și încărcați-l cu ID-ul Arduino..

Pasul 7: Adăugați SD și RTC

Acum dezarhivați fișierul zip SD „SD-S220718-R191018-v1.zip” într-un microSD formatat FAT16 sau FAT32 (un microSD de 1 GB este mai mult decât suficient).

Deconectați adaptorul serial USB de la computer și adăugați la Z80-MBC2 modulul SD (cu microSD în interior) și modulul RTC (dacă îl aveți).

Acordați atenție instalării modulelor exact așa cum se arată în fotografie, deoarece acestea nu sunt „schimbabile” în pozițiile lor și pot apărea daune permanente dacă le schimbați!

Acum sunteți gata să rulați Z80-MBC2 folosind adaptorul serial USB și un emulator de terminal!

Pasul 8: Cum se intră în meniul „Select Boot…”

Pentru a intra în „Selectați modul de pornire sau parametrii de sistem” trebuie să apăsați tasta RESET (SW2), eliberați-o și apăsați imediat tasta USER (SW1) și mențineți-o apăsată până când ledul IOS începe să clipească.

O altă modalitate este să apăsați ambele taste, să eliberați tasta RESET ținând apăsată tasta USER până când ledul IOS începe să clipească sau vedeți meniul pe ecran.

Pasul 9: Mai multe informații …

Puteți găsi mai multe informații și detalii tehnice despre Z80-MBC2 aici.