Un equip casolà real i fàcil de construir: Z80-MBC2 !: 9 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Si teniu curiositat per com funciona un ordinador i com interactua amb "coses externes", avui en dia hi ha moltes taules preparades per jugar com Arduino o Raspberry i moltes altres. Però aquestes plaques tenen el mateix "límit" … oculten la part interna perquè utilitzen una MCU (Micro Controller Unit) o un SOC (System On Chip) de manera que no podeu tocar la CPU, E / S, el bus intern i totes aquestes coses que fan que un ordinador funcioni.

Hi ha una altra opció que utilitza alguna part anterior com a CPU de 8 bits (l'anomenada "retrocomputació"). Són fàcils d’entendre i podeu trobar molta documentació i llibres de forma gratuïta i permeten construir ordinadors reals amb tots els blocs de funcions necessaris (CPU, E / S, RAM, ROM / EPROM, etc.).

Però generalment fan servir peces difícils de trobar i requereixen instruments obsolets com un programador i una goma d'esborrar EPROM o un programador GAL, i els més simples tenen funcions molt limitades.

Per tant, he barrejat peces antigues i "noves" per crear un disseny únic que no necessita cap programador EPROM heretat ni circuits integrats de fantasia, utilitzant components fàcils de trobar. La MCU Atmega32A actua com un subsistema d'E / S, "emulant" l'EPROM i tots els components d'E / S. A més, mitjançant un carregador d’arrencada Arduino, es pot programar fàcilment amb el conegut IDE Arduino.

Els CI necessaris són:

• CMOS CPU Z80 (Z84C00) de 8 MHz o superior
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 KB de RAM)
• 74HC00

Si voleu l'expansió GPIO 16x (opció GPE), afegiu també un MCP23017.

El Z80-MBC2 té una capacitat d’arrencada múltiple i pot executar CP / M 2.2, QP / M 2.71 i CP / M 3 (admet memòria bancària de 128 KB), de manera que podeu utilitzar una quantitat molt gran de SW (per exemple, trobeu fàcilment compiladors Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol, i alguns d’aquests ja es proporcionen als discos virtuals de la SD).

Els discs durs s’emulen mitjançant un format FAT16 o FAT32 de microSD (n’hi ha prou amb una microSD d’1 GB), de manera que és fàcil intercanviar els fitxers amb el vostre PC (s’admeten 16 HD per a cada sistema operatiu) mitjançant cpmtoolsGUI.

Per descomptat, necessiteu un terminal per interactuar amb el Z80-MBC2 i un adaptador de sèrie USB comú juntament amb un emulador de terminal SW serà una opció senzilla i econòmica.

Pas 1: components i PCB

El primer és trobar tots els components per construir el tauler. He preparat un fitxer (A040618 BOM v2.ods) amb tots els components necessaris que podeu trobar fàcilment. Per descomptat, es requereix una habilitat bàsica i se suposa que podeu trobar components "al voltant" …

Sobre el PCB he preparat un "enllaç fàcil" per demanar un lot petit (5 unitats. Mín.) De PCB aquí.

Pas 2: Mòduls que també necessiteu …

També heu de comprar (si no ho feu) alguns mòduls econòmics habituals (veure fotos):

• Un adaptador sèrie USB;
• Un mòdul microSD;
• Un mòdul RTC DS3231 (opcional);
• Un programador USBasp (per incloure el carregador d’arrencada Arduino a l’Atmega32a);
• Un adaptador AVR de 10 a 6 pins (opcional).

Pas 3: Creeu el tauler

Per construir la placa, seguiu la Guia de muntatge (A040618 PCB Layout Guide.zip) amb la posició dels components al PCB (amb les referències de les parts i els valors). També l’esquema (A040618 - SCH.pdf) serà útil.

Comenceu a soldar els components més prims com resistències i díodes, després els condensadors ceràmics, etc. Els connectors i els condensadors electrolítics seran els darrers.

Pas 4: instal·leu l'IDE Arduino i "MightyCore"

Per carregar el "croquis" d'Arduino a l'Atmega32a, heu d'instal·lar l'Arduino IDE i el "MightyCore" des d'aquí mitjançant el "Gestor de placa" Arduino IDE.

D'aquesta manera, el suport per a l'Atmega32a s'afegirà a l'IDE Arduino i podreu seleccionar l'Atmega32a com a dispositiu de destinació (vegeu la foto).

Recordeu seleccionar les altres opcions com a la foto.

Pas 5: feu flaix el carregador d'arrencada

Per fer que el Z80-MBC2 funcioni, heu d’incloure el carregador d’Arduino a l’Atmega32a.

Això us permetrà compilar i carregar el Sketch a l'Atmega32a mitjançant l'IDE Arduino.

Hi ha moltes maneres de fer flash del carregador d’arrencada. La manera que suggereixo és fer servir un programador USBasp barat i gravar el carregador d’arrencada mitjançant Arduino IDE.

Per connectar l'USBasp al connector ICSP del Z80-MBC2 podeu utilitzar un adaptador comú de 10 pins a 6 pins (vegeu la foto).

Recordeu que heu de desconnectar qualsevol altre connector quan utilitzeu l'ICSP. També s’hauran d’eliminar els mòduls SD i RTC (si n’hi ha) de la placa quan s’utilitzi el port ICSP.

Podeu trobar més informació sobre aquest pas aquí.

Pas 6: carregueu l '"esbós"

Ara és hora de carregar l'esbós a l'Atmega32a mitjançant l'IDE Arduino. Per a això, heu de connectar l'adaptador de sèrie USB (vegeu la foto) al port SERIAL (J2) del Z80-MBC2.

Heu de connectar els pins GND, + 5V / VCC, DTR, TXD, RXD de l'adaptador de sèrie USB i el port SERIAL del Z80-MBC2.

Ara descomprimiu el fitxer zip d'esbós "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" en una carpeta, compileu-lo i carregueu-lo amb l'IDE Arduino..

Pas 7: afegiu l'SD i l'RTC

Ara descomprimiu el fitxer zip SD "SD-S220718-R191018-v1.zip" en una microSD formatada FAT16 o FAT32 (una microSD d'1 GB és més que suficient).

Desconnecteu l'adaptador de sèrie USB del PC i afegiu a la Z80-MBC2 el mòdul SD (amb la microSD a l'interior) i el mòdul RTC (si el teniu).

Presteu atenció a instal·lar els mòduls exactament com es mostra a la foto, perquè no són "intercanviables" a les seves posicions i es poden produir danys permanents si els canvieu.

Ara ja esteu a punt per executar el Z80-MBC2 mitjançant l'adaptador de sèrie USB i un emulador de terminal.

Pas 8: Com entrar al menú "Selecciona l'arrencada …"

Per entrar al "Selecciona el mode d'arrencada o els paràmetres del sistema" has de prémer la tecla RESET (SW2), deixar-la anar i prémer immediatament la tecla USER (SW1) i mantenir-la premuda fins que el led IOS comenci a parpellejar.

Una altra manera és prémer ambdues tecles, deixar anar la tecla RESET mantenint premuda la tecla USER fins que el led IOS comenci a parpellejar o vegeu el menú a la pantalla.

Pas 9: més informació …

Podeu trobar més informació i detalls tècnics sobre el Z80-MBC2 aquí.