Një kompjuter i thjeshtë për tu ndërtuar në shtëpi: Z80-MBC2 !: 9 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Nëse jeni kurioz se si funksionon dhe ndërvepron një kompjuter me "gjërat e jashtme", në ditët e sotme ka shumë tabela të gatshme për të luajtur si Arduino ose Raspberry dhe shumë të tjerë. Por këto dërrasa kanë të njëjtin "kufi" … ato fshehin pjesën e brendshme sepse përdorin një MCU (Njësi Mikro Kontrolluesi) ose një SOC (System On Chip) kështu që ju nuk mund të prekni CPU, I/O, autobusin e brendshëm dhe të gjitha këto gjëra që janë ato që e bëjnë një kompjuter të funksionojë.

Ekziston një opsion tjetër duke përdorur një pjesë më të vjetër si CPU 8bit (e ashtuquajtura "retrocomputing"). Ato janë të thjeshta për t’u kuptuar dhe ju mund të gjeni shumë dokumentacion dhe libra falas, dhe ju lejojnë të ndërtoni kompjuterë të vërtetë me të gjitha blloqet e funksioneve të nevojshme (CPU, I/O, RAM, ROM/EPROM, etj…).

Por në përgjithësi ata përdorin shumë për të gjetur pjesë dhe kërkojnë instrumente të vjetëruara si një programues dhe gomë EPROM ose një programues GAL, dhe ato më të thjeshtat kanë veçori shumë të kufizuara.

Kështu që unë kam përzier pjesë të vjetra dhe "të reja" për të bërë një dizajn unik që nuk ka nevojë për programues të trashëguar EPROM ose IC të zbukuruar, duke përdorur përbërës të lehtë për t'u gjetur. MCU Atmega32A vepron si një nënsistem I/O, duke "imituar" EPROM dhe të gjithë përbërësit I/O. Më shumë, duke përdorur një bootloader Arduino, Mund të programohet lehtësisht me IDE -në e njohur Arduino.

IC -të e nevojshme janë:

• CPU Z80 CMOS (Z84C00) 8Mhz ose më e madhe
• Atmega32A
• TC551001-70 (128KB RAM)
• 74HC00

Nëse dëshironi zgjerimin GPIO 16x (opsioni GPE) shtoni edhe një MCP23017.

Z80-MBC2 ka një aftësi shumë-boot dhe mund të funksionojë CP/M 2.2, QP/M 2.71 dhe CP/M 3 (memorie bankare e mbështetur në 128KB), kështu që ju mund të përdorni një sasi shumë të madhe SW me të (p.sh. gjeni lehtësisht përpiluesit Basic, C, Assembler, Pascal, Fortran, Cobol, dhe disa nga këto janë dhënë tashmë në disqet virtuale në SD).

Disqet e ngurtë emulohen duke përdorur një microSD FAT16 ose FAT32 të formatuar (një microSD 1 GB është e mjaftueshme), kështu që është e lehtë të shkëmbeni skedarët me kompjuterin tuaj (mbështeten 16 HD për çdo OS) duke përdorur cpmtoolsGUI.

Sigurisht që keni nevojë për një terminal për të bashkëvepruar me Z80-MBC2, dhe një përshtatës i zakonshëm serik USB së bashku me një emulim terminal SW do të jetë një zgjedhje e lirë dhe e thjeshtë.

Hapi 1: Komponentët dhe PCB

Gjëja e parë është të gjeni të gjithë përbërësit për të ndërtuar bordin. Unë kam përgatitur një skedar (A040618 BOM v2.ods) me të gjithë përbërësit e nevojshëm që mund t'i gjeni lehtësisht. Sigurisht që kërkohet një aftësi bazë, dhe supozohet se ju jeni në gjendje të gjeni komponentët "përreth"…

Rreth PCB kam përgatitur një "lidhje të lehtë" për të porositur një grumbull të vogël (5 copë. Min.) PCB këtu.

Hapi 2: Modulet që ju nevojiten gjithashtu…

Ju gjithashtu duhet të blini (nëse nuk keni) disa module të zakonshme të lira (shikoni fotot):

• Një përshtatës USB-Serial;
• Një modul microSD;
• Një modul DS3231 RTC (opsional);
• Një programues USBasp (për të ndezur ngarkuesin Arduino në Atmega32a);
• Një përshtatës AVR 10pin në 6pin (opsional).

Hapi 3: Ndërtoni Bordin

Për të ndërtuar bordin ndiqni Udhëzuesin e Asamblesë (A040618 PCB Layout Guide.zip) me pozicionin e përbërësve në PCB (me të dyja referencat e pjesëve dhe vlerat). Gjithashtu Skema (A040618 - SCH.pdf) do të jetë e dobishme.

Filloni të bashkoni përbërësit më të hollë si rezistorët dhe diodat, pastaj kondensatorët qeramikë etj. Lidhësit dhe kondensatorët elektrolitikë do të jenë të fundit.

Hapi 4: Instaloni Arduino IDE dhe "MightyCore"

Për të ngarkuar "skicën" Arduino në Atmega32a, duhet të instaloni Arduino IDE dhe "MightyCore" nga këtu duke përdorur Arduino IDE "Board Manager".

Në këtë mënyrë mbështetja për Atmega32a do të shtohet në Arduino IDE, dhe ju do të jeni në gjendje të zgjidhni Atmega32a si pajisje të synuar (shihni foton).

Mos harroni të zgjidhni opsionet e tjera si në foto.

Hapi 5: Ndizni Bootloader

Për ta bërë Z80-MBC2 operativ, duhet të ndizni ngarkuesin Arduino në Atmega32a.

Kjo do t'ju lejojë të përpiloni dhe ngarkoni Skicën në Atmega32a duke përdorur Arduino IDE.

Ka shumë mënyra për të ndezur bootloader. Mënyra që unë sugjeroj është të përdorni një programues të lirë USBasp dhe të digjni ngarkuesin duke përdorur Arduino IDE.

Për të lidhur USBasp me lidhësin ICSP të Z80-MBC2 mund të përdorni një përshtatës të zakonshëm 10pin-6pin (shiko foton).

Mos harroni të shkëputni çdo lidhje tjetër kur përdorni ICSP. Gjithashtu të dy modulet SD dhe RTC (nëse janë të pranishëm) duhet të hiqen nga bordi kur porta ICSP është në përdorim.

Më shumë informacion mbi këtë hap mund të gjenden këtu.

Hapi 6: Ngarko "skicën"

Tani është koha për të ngarkuar skicën në Atmega32a duke përdorur Arduino IDE. Për këtë ju duhet të lidhni përshtatësin serik USB (shiko foton) me portën SERIAL (J2) të Z80-MBC2.

Duhet të lidhni kunjat GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD të përshtatësit serial USB dhe portin SERIAL të Z80-MBC2.

Tani shpaketoni skicën skedar zip "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" në një dosje, përpilojeni dhe ngarkojeni me Arduino IDE..

Hapi 7: Shtoni SD dhe RTC

Tani zbërtheni skedarin zip SD "SD-S220718-R191018-v1.zip" në një microSD të formatuar FAT16 ose FAT32 (një microSD 1 GB është më se e mjaftueshme).

Shkëputeni lidhësin serik USB nga kompjuteri dhe shtoni në Z80-MBC2 modulin SD (me microSD brenda) dhe modulin RTC (nëse e keni).

Kushtojini vëmendje instalimit të moduleve saktësisht siç tregohet në foto, sepse ato nuk janë "të shkëmbyeshme" në pozicionet e tyre, dhe dëmtimet e përhershme mund të ndodhin nëse i ndërroni ato!

Tani jeni gati për të drejtuar Z80-MBC2 duke përdorur përshtatësin serik USB dhe një emulator terminal!

Hapi 8: Si të futeni në menunë "Select Boot …"

Për të hyrë në "Zgjidhni modalitetin e nisjes ose parametrat e sistemit" duhet të shtypni butonin RESET (SW2), ta lëshoni dhe shtypni menjëherë tastin USER (SW1) dhe ta mbani atë të shtypur derisa led iOS të fillojë të pulsojë.

Një mënyrë tjetër është të shtypni të dy çelësat, të lëshoni çelësin RESET duke mbajtur tastin USER poshtë derisa led IOS të fillojë të pulsojë, ose të shihni menunë në ekran.

Hapi 9: Më shumë informacion…

Mund të gjeni më shumë informacion dhe detaje teknike në lidhje me Z80-MBC2 këtu.