Isang Madaling Bumuo ng Tunay na Homemade Computer: Z80-MBC2 !: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kung ikaw ay may kuryuso tungkol sa kung paano gumagana ang isang computer at nakikipag-ugnay sa "panlabas na mga bagay", sa panahon ngayon maraming mga board ang handa nang maglaro tulad ng Arduino o Raspberry at marami pang iba. Ngunit ang mga board na ito ay mayroong lahat ng parehong "limit" … itinatago nila ang panloob na bahagi dahil gumagamit sila ng isang MCU (Micro Controller Unit) o isang SOC (System On Chip) upang hindi mo mahawakan ang CPU, I / O, ang panloob na bus at lahat ng mga bagay na ito na kung saan ay gumagana ang isang computer.

Mayroong ibang pagpipilian gamit ang ilang mas matandang bahagi bilang 8bit CPUs (ang tinaguriang "retrocomputing"). Ang mga ito ay simpleng maunawaan at maaari kang makahanap ng maraming mga babasahin at mga libro nang libre, at payagan na bumuo ng mga totoong computer sa lahat ng kinakailangang mga bloke ng pag-andar (CPU, I / O, RAM, ROM / EPROM, atbp …).

Ngunit sa pangkalahatan ay gumagamit sila ng mahirap upang makahanap ng mga bahagi, at nangangailangan ng mga hindi napapanahong instrumento tulad ng isang EPROM programmer at pambura o isang programmer ng GAL, at ang mga mas simple ay may napaka-limitadong mga tampok.

Kaya't pinaghalo ko ang mga luma at "bagong" bahagi upang makagawa ng isang natatanging disenyo na hindi nangangailangan ng anumang programmer ng legacy na EPROM o mga magarbong IC, gamit ang madaling makahanap ng mga bahagi. Ang Atmega32A MCU ay gumaganap bilang isang I / O subsystem, "tinulad" ang EPROM at lahat ng mga bahagi ng I / O. Dagdag pa, gamit ang isang Arduino bootloader, Maaari itong madaling mai-program sa kilalang Arduino IDE.

Ang mga kinakailangang IC ay:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz o mas mataas
• Atmega32A
• TC551001-70 (128KB RAM)
• 74HC00

Kung nais mo ang pagpapalawak ng 16x GPIO (pagpipiliang GPE) magdagdag din ng MCP23017.

Ang Z80-MBC2 ay may kakayahang multi-boot at maaaring patakbuhin ang CP / M 2.2, QP / M 2.71 at CP / M 3 (sinusuportahan ang 128KB banked memory), kaya maaari mong gamitin ang isang napakalaking halaga ng SW kasama nito (hal. Maaari mong madaling hanapin ang Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol compiler, at ilan sa mga ito ay naibigay na sa mga virtual disk sa SD).

Ang mga Hard Disk ay ginaya gamit ang isang naka-format na microSD FAT16 o FAT32 (sapat na ang isang 1GB microSD), kaya madaling palitan ang mga file sa iyong PC (16 na mga HD para sa bawat OS ang sinusuportahan) gamit ang cpmtoolsGUI.

Siyempre kailangan mo ng isang terminal upang makipag-ugnay sa Z80-MBC2, at isang pangkaraniwang USB-serial adapter kasama ang isang pagtulad sa terminal na SW ay magiging isang mura at simpleng pagpipilian.

Hakbang 1: Mga Bahagi at PCB

Ang unang bagay ay hanapin ang lahat ng mga bahagi upang maitayo ang board. Naghanda ako ng isang file (A040618 BOM v2.ods) kasama ang lahat ng mga kinakailangang sangkap na madali mong mahahanap. Siyempre kinakailangan ang isang pangunahing kasanayan, at inaasahang makakahanap ka ng mga sangkap na "paligid" …

Tungkol sa PCB Naghanda ako ng isang "madaling link" upang mag-order ng isang maliit na batch (5 mga PC. Min.) Ng PCB dito.

Hakbang 2: Mga Modyul na Kailangan Mo rin …

Kailangan mo ring bumili (kung wala ka) ilang mga karaniwang murang module (tingnan ang mga larawan):

• Isang USB-Serial adapter;
• Isang module ng microSD;
• Isang module ng DS3231 RTC (opsyonal);
• Isang USBasp programmer (upang i-flash ang Arduino bootloader sa Atmega32a);
• Isang AVR 10pin to 6pin adapter (opsyonal).

Hakbang 3: Buuin ang Lupon

Upang mabuo ang board sundin ang Gabay sa Assembly (A040618 PCB Layout Guide.zip) na may posisyon ng mga bahagi sa PCB (na may parehong mga sanggunian ng bahagi at mga halaga). Gayundin ang Schematic (A040618 - SCH.pdf) ay magiging madaling gamiting.

Magsimulang maghinang ng pinakapayat na mga bahagi tulad ng resistors at diode, pagkatapos ay ang ceramic capacitor at iba pa. Ang mga konektor at ang mga electrolytic capacitor ay ang huli.

Hakbang 4: I-install ang Arduino IDE at "MightyCore"

Upang mai-load ang "sketch" ng Arduino sa Atmega32a, kailangan mong i-install ang Arduino IDE at ang "MightyCore" mula dito gamit ang "Board Manager" ng Arduino IDE.

Sa ganitong paraan ang suporta para sa Atmega32a ay maidaragdag sa Arduino IDE, at mapipili mo ang Atmega32a bilang target na aparato (tingnan ang larawan).

Tandaan na piliin ang iba pang mga pagpipilian tulad ng sa larawan.

Hakbang 5: I-flash ang Bootloader

Upang maisagawa ang pagpapatakbo ng Z80-MBC2 kailangan mong i-flash ang Arduino bootloader sa Atmega32a.

Papayagan ka nitong mag-ipon at mai-load ang Sketch sa Atmega32a gamit ang Arduino IDE.

Maraming mga paraan upang i-flash ang bootloader. Ang paraan na iminumungkahi ko ay ang paggamit ng isang murang programmer ng USBasp at sunugin ang bootloader gamit ang Arduino IDE.

Upang ikonekta ang USBasp sa konektor ng ICSP ng Z80-MBC2 maaari kang gumamit ng isang karaniwang 10pin-6pin adapter (tingnan ang larawan).

Tandaan na idiskonekta ang anumang iba pang konektor kapag ginagamit ang ICSP. Gayundin ang parehong mga module ng SD at RTC (kung mayroon) ay dapat na alisin mula sa pisara kapag ginagamit ang ICSP port.

Higit pang impormasyon sa hakbang na ito ay matatagpuan dito.

Hakbang 6: I-load ang "sketch"

Ngayon na ang oras upang mai-load ang sketch sa Atmega32a gamit ang Arduino IDE. Para doon kailangan mong ikonekta ang USB-serial adapter (tingnan ang larawan) sa SERIAL port (J2) ng Z80-MBC2.

Dapat mong ikonekta ang GND, + 5V / VCC, DTR, TXD, RXD na pin ng USB-serial adapter at ang SERIAL port ng Z80-MBC2.

I-unzip ngayon ang sketch zip file na "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" sa isang folder, ipunin ito at i-load ito sa Arduino IDE..

Hakbang 7: Idagdag ang SD at ang RTC

Ngayon unzip ang SD zip file na "SD-S220718-R191018-v1.zip" sa isang FAT16 o FAT32 format na microSD (isang 1GB microSD ay higit sa sapat).

Idiskonekta ang USB-serial adpter mula sa PC, at idagdag sa Z80-MBC2 ang SD module (kasama ang microSD sa loob) at ang module ng RTC (kung mayroon ka nito).

Magbayad ng pansin upang mai-install ang mga module nang eksakto tulad ng ipinakita sa larawan, dahil hindi sila "swappable" sa kanilang mga posisyon, at maaaring maganap ang permanenteng pinsala kung ipagpalit mo ang mga ito!

Handa ka na ngayong patakbuhin ang Z80-MBC2 gamit ang USB-serial adapter at isang terminal emulator!

Hakbang 8: Paano Ipasok sa Menu na "Piliin ang Boot …"

Upang ipasok ang "Piliin ang mode ng boot o mga parameter ng system" dapat mong pindutin ang RESET key (SW2), bitawan ito at pindutin kaagad ang USER key (SW1) at panatilihing pipi ito hanggang sa humantong ang IOS na humantong.

Ang isa pang paraan ay upang pindutin ang parehong mga key, bitawan ang RESET key na hawak ang USER key pababa hanggang sa magsimulang magpikit ang pinangunahan ng IOS, o makita mo ang menu sa screen.

Hakbang 9: Higit Pang Impormasyon…

Maaari kang makahanap ng karagdagang impormasyon at mga detalyeng teknikal tungkol sa Z80-MBC2 dito.