Лесен за изграждане истински домашен компютър: Z80-MBC2!: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Ако сте любопитни как работи компютърът и взаимодейства с „външни неща“, в днешно време има много дъски, готови за игра като Arduino или Raspberry и много други. Но тези платки имат един и същ "лимит" … те скриват вътрешната част, защото използват MCU (Micro Controller Unit) или SOC (System On Chip), така че не можете да докоснете CPU, I/O, вътрешната шина и всички тези неща, които карат компютъра да работи.

Има и друга опция, използваща някои по -стари части като 8 -битови процесори (така наречените „ретрокомпютри“). Те са лесни за разбиране и можете да намерите много документация и книги безплатно и позволяват изграждането на истински компютри с всички необходими функционални блокове (процесор, входно -изходни, RAM, ROM/EPROM и др …).

Но обикновено те използват трудни части за намиране и изискват остарели инструменти като EPROM програмист и гума или GAL програмист, а по -простите имат много ограничени функции.

Затова смесих стари и „нови“части, за да направя уникален дизайн, който не се нуждае от наследствен EPROM програмист или изискани интегрални схеми, използвайки лесни за намиране компоненти. Atmega32A MCU действа като входно -изходна подсистема, „емулираща“EPROM и всички I/O компоненти. Нещо повече, използвайки буутлоудъра на Arduino, той може лесно да бъде програмиран с добре познатия Arduino IDE.

Необходимите интегрални схеми са:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz или по -висока
• Atmega32A
• TC551001-70 (128KB RAM)
• 74HC00

Ако искате 16x GPIO разширение (опция GPE), добавете и MCP23017.

Z80-MBC2 има възможност за множество зареждания и може да работи с CP/M 2.2, QP/M 2.71 и CP/M 3 (поддържа се 128KB банкирана памет), така че можете да използвате много голямо количество SW с него (напр. лесно намиране на компилатори Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol и някои от тях вече са предоставени във виртуалните дискове на SD).

Твърдите дискове се емулират с помощта на microSD FAT16 или FAT32 форматиран (1 GB microSD е достатъчно), така че е лесно да обменяте файловете с вашия компютър (поддържат се 16 HD за всяка операционна система) с помощта на cpmtoolsGUI.

Разбира се, имате нужда от терминал, за да взаимодействате с Z80-MBC2, а общ USB-сериен адаптер заедно с терминална емулация на SW ще бъде евтин и прост избор.

Стъпка 1: Компоненти и печатни платки

Първото нещо е да намерите всички компоненти за изграждане на платката. Подготвих файл (A040618 BOM v2.ods) с всички необходими компоненти, които лесно можете да намерите. Разбира се, изискват се основни умения и се предполага, че можете да намерите компоненти „наоколо“…

За печатната платка съм подготвил "лесна връзка", за да поръчам малка партида (5 бр. Мин.) От печатни платки тук.

Стъпка 2: Модули, от които се нуждаете твърде много…

Трябва също да закупите (ако не сте) някои общи евтини модули (вижте снимките):

• USB-сериен адаптер;
• Модул microSD;
• R32 модул DS3231 (по избор);
• USBasp програмист (за флашване на зареждащото устройство на Arduino в Atmega32a);
• AVR адаптер 10pin към 6pin (по избор).

Стъпка 3: Изградете дъската

За да изградите платката, следвайте Ръководството за сглобяване (A040618 Ръководство за оформление на печатната платка.zip) с позицията на компонентите върху печатната платка (както с препратките към части, така и със стойностите). Също така схемата (A040618 - SCH.pdf) ще бъде удобна.

Започнете да запоявате най -тънките компоненти като резистори и диоди, след това керамичните кондензатори и така нататък. Съединителите и електролитните кондензатори ще бъдат последните.

Стъпка 4: Инсталирайте Arduino IDE и „MightyCore“

За да заредите „скицата“на Arduino в Atmega32a, трябва да инсталирате Arduino IDE и „MightyCore“от тук, като използвате Arduino IDE „Board Manager“.

По този начин поддръжката за Atmega32a ще бъде добавена към Arduino IDE и ще можете да изберете Atmega32a като целево устройство (вижте снимката).

Не забравяйте да изберете другите опции, както е на снимката.

Стъпка 5: Флашвайте Bootloader

За да направите Z80-MBC2 оперативен, трябва да прехвърлите буутлоудъра Arduino в Atmega32a.

Това ще ви позволи да компилирате и заредите Sketch в Atmega32a с помощта на Arduino IDE.

Има много начини да мигате буутлоудъра. Начинът, който предлагам, е да използвате евтин USBasp програмист и да запишете зареждащото устройство с помощта на Arduino IDE.

За да свържете USBasp към ICSP конектора на Z80-MBC2, можете да използвате общ 10pin-6pin адаптер (вижте снимката).

Не забравяйте да изключите всеки друг конектор, когато използвате ICSP. Също така SD и RTC модулите (ако има такива) трябва да бъдат премахнати от платката, когато се използва ICSP порт.

Повече информация за тази стъпка можете да намерите тук.

Стъпка 6: Заредете „скицата“

Сега е време да заредите скицата в Atmega32a с помощта на Arduino IDE. За целта трябва да свържете USB-серийния адаптер (вижте снимката) към серийния порт (J2) на Z80-MBC2.

Трябва да свържете контактите GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD на USB-серийния адаптер и серийния порт на Z80-MBC2.

Сега разархивирайте zip файла на sketch "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" в папка, компилирайте го и го заредите с Arduino IDE..

Стъпка 7: Добавете SD и RTC

Сега разархивирайте SD zip файла "SD-S220718-R191018-v1.zip" във формат microSD с формат FAT16 или FAT32 (1 GB microSD е повече от достатъчно).

Изключете серийния USB адаптер от компютъра и добавете към Z80-MBC2 SD модула (с microSD вътре) и RTC модула (ако имате такъв).

Внимавайте да инсталирате модулите точно както е показано на снимката, тъй като те не могат да се "сменят" на своите позиции и ако ги замените, могат да възникнат трайни повреди!

Сега сте готови да стартирате Z80-MBC2 с помощта на USB-сериен адаптер и терминален емулатор!

Стъпка 8: Как да влезете в менюто „Избор на зареждане …“

За да влезете в „Избор на режим на зареждане или системни параметри“, трябва да натиснете клавиша RESET (SW2), да го освободите и да натиснете веднага бутона USER (SW1) и да го задържите, докато светодиодът на IOS започне да мига.

Друг начин е да натиснете двата клавиша, да отпуснете клавиша RESET, като задържите бутона USER, докато светодиодът на IOS започне да мига или докато не видите менюто на екрана.

Стъпка 9: Повече информация …

Можете да намерите повече информация и технически подробности за Z80-MBC2 тук.