Komputer buatan sendiri yang mudah dibina: Z80-MBC2 !: 9 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sekiranya anda ingin tahu bagaimana komputer berfungsi dan berinteraksi dengan "perkara luaran", sekarang ini terdapat banyak papan yang siap dimainkan seperti Arduino atau Raspberry dan banyak lagi. Tetapi papan ini mempunyai semua "had" yang sama … mereka menyembunyikan bahagian dalam kerana menggunakan MCU (Micro Controller Unit) atau SOC (System On Chip) sehingga anda tidak dapat menyentuh CPU, I / O, bas dalaman dan semua perkara inilah yang menjadikan komputer berfungsi.

Terdapat pilihan lain menggunakan beberapa bahagian yang lebih tua sebagai CPU 8bit (yang disebut "retrocomputing"). Mereka mudah difahami dan anda dapat mencari banyak dokumentasi dan buku secara percuma, dan memungkinkan untuk membina komputer sebenar dengan semua blok fungsi yang diperlukan (CPU, I / O, RAM, ROM / EPROM, dll …).

Tetapi pada umumnya mereka menggunakan alat sulit untuk mencari bahagian, dan memerlukan instrumen yang ketinggalan zaman seperti pengaturcara dan pemadam EPROM atau pengaturcara GAL, dan yang lebih sederhana mempunyai ciri yang sangat terhad.

Oleh itu, saya telah mencampurkan bahagian lama dan "baru" untuk membuat reka bentuk unik yang tidak memerlukan pengaturcara EPROM lama atau IC mewah, menggunakan komponen yang mudah dicari. Atmega32A MCU bertindak sebagai subsistem I / O, "meniru" EPROM dan semua komponen I / O. Lebih banyak lagi, dengan menggunakan bootloader Arduino, ia dapat diprogram dengan mudah dengan Arduino IDE yang terkenal.

IC yang diperlukan adalah:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz atau lebih tinggi
• Atmega32A
• TC551001-70 (RAM 128KB)
• 74HC00

Sekiranya anda mahukan pengembangan GPIO 16x (pilihan GPE) tambahkan MCP23017 juga.

Z80-MBC2 mempunyai kemampuan multi-boot dan dapat menjalankan CP / M 2.2, QP / M 2.71 dan CP / M 3 (memori berkanun 128KB disokong), jadi anda dapat menggunakan jumlah SW yang sangat besar dengannya (mis. Anda dapat cari kompilator Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol, dan sebilangannya sudah disediakan dalam cakera maya pada SD).

Hard Disk ditiru menggunakan microSD FAT16 atau FAT32 yang diformat (microSD 1GB cukup), jadi mudah menukar fail dengan PC anda (16 HD untuk setiap OS disokong) menggunakan cpmtoolsGUI.

Sudah tentu anda memerlukan terminal untuk berinteraksi dengan Z80-MBC2, dan penyesuai siri USB yang biasa bersama dengan terminal emulasi SW akan menjadi pilihan yang murah dan mudah.

Langkah 1: Komponen dan PCB

Perkara pertama ialah mencari semua komponen untuk membina papan. Saya telah menyediakan fail (A040618 BOM v2.ods) dengan semua komponen yang diperlukan yang anda dapat dengan mudah. Sudah tentu kemahiran asas diperlukan, dan sepatutnya anda dapat mencari komponen "sekitar" …

Mengenai PCB saya telah menyediakan "pautan mudah" untuk memesan sebilangan kecil PCB (min. 5 pcs) di sini.

Langkah 2: Modul yang Anda Perlu …

Anda juga perlu membeli (jika belum) beberapa modul murah biasa (lihat foto):

• Penyesuai USB-Serial;
• Modul microSD;
• Modul RTC DS3231 (pilihan);
• Pengaturcara USBasp (untuk memasukkan bootloader Arduino ke Atmega32a);
• Penyesuai AVR 10pin hingga 6pin (pilihan).

Langkah 3: Bina Papan

Untuk membina papan ikuti Panduan Pemasangan (A040618 PCB Layout Guide.zip) dengan kedudukan komponen pada PCB (dengan rujukan bahagian dan nilai). Skema (A040618 - SCH.pdf) juga akan berguna.

Mula menyolder komponen paling nipis seperti perintang dan diod, kemudian kapasitor seramik dan sebagainya. Penyambung dan kapasitor elektrolitik akan menjadi yang terakhir.

Langkah 4: Pasang Arduino IDE dan "MightyCore"

Untuk memuatkan "sketsa" Arduino ke Atmega32a, anda perlu memasang Arduino IDE dan "MightyCore" dari sini menggunakan Arduino IDE "Board Manager".

Dengan cara ini, sokongan untuk Atmega32a akan ditambahkan ke Arduino IDE, dan anda akan dapat memilih Atmega32a sebagai peranti sasaran (lihat foto).

Ingatlah untuk memilih pilihan lain seperti dalam foto.

Langkah 5: Flash Flashloader

Untuk menjadikan Z80-MBC2 beroperasi, anda perlu memasukkan bootloader Arduino ke Atmega32a.

Ini akan membolehkan anda menyusun dan memuat Sketsa ke Atmega32a menggunakan Arduino IDE.

Terdapat banyak cara untuk mem-flash bootloader. Cara yang saya cadangkan adalah menggunakan programmer USBasp yang murah dan membakar bootloader menggunakan Arduino IDE.

Untuk menyambungkan USBasp ke penyambung ICSP Z80-MBC2, anda boleh menggunakan penyesuai 10pin-6pin biasa (lihat foto).

Ingatlah untuk memutuskan sambungan penyambung lain semasa menggunakan ICSP. Kedua-dua modul SD dan RTC (jika ada) mesti dikeluarkan dari papan ketika port ICSP sedang digunakan.

Maklumat lebih lanjut mengenai langkah ini boleh didapati di sini.

Langkah 6: Muatkan "lakaran"

Sekarang adalah masa untuk memuatkan lakaran ke Atmega32a menggunakan Arduino IDE. Untuk itu, anda perlu menyambungkan penyesuai bersiri USB (lihat foto) ke port SERIAL (J2) Z80-MBC2.

Anda mesti menyambungkan pin GND, + 5V / VCC, DTR, TXD, RXD penyesuai bersiri USB dan port SERIAL Z80-MBC2.

Sekarang unzip fail zip lakaran "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" ke dalam folder, susun dan muatkan dengan Arduino IDE..

Langkah 7: Tambahkan SD dan RTC

Sekarang unzip fail zip SD "SD-S220718-R191018-v1.zip" menjadi microSD berformat FAT16 atau FAT32 (microSD 1GB lebih daripada cukup).

Putuskan sambungan USB-serial adpter dari PC, dan tambahkan ke Z80-MBC2 modul SD (dengan microSD di dalamnya) dan modul RTC (jika anda memilikinya).

Perhatikan untuk memasang modul persis seperti yang ditunjukkan dalam foto, kerana tidak "ditukar" pada posisi mereka, dan kerosakan kekal mungkin terjadi jika anda menukarnya!

Sekarang anda sudah bersedia untuk menjalankan Z80-MBC2 menggunakan penyesuai bersiri USB dan emulator terminal!

Langkah 8: Bagaimana Masukkan dalam Menu "Pilih Boot …"

Untuk masuk dalam "Pilih mod but atau parameter sistem", anda mesti menekan kekunci RESET (SW2), lepaskan dan tekan segera tombol PENGGUNA (SW1) dan terus ditekan sehingga LED IOS mula berkedip.

Cara lain adalah dengan menekan kedua-dua kekunci, lepaskan kekunci RESET dengan menekan butang PENGGUNA sehingga led IOS mula berkelip, atau anda melihat menu di skrin.

Langkah 9: Maklumat Lanjut …

Anda boleh mendapatkan lebih banyak maklumat dan butiran teknikal mengenai Z80-MBC2 di sini.