ساخت آسان کامپیوتر واقعی خانگی: Z80-MBC2 !: 9 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

اگر درباره نحوه کار و تعامل رایانه با "چیزهای خارجی" کنجکاو هستید ، امروزه تخته های زیادی مانند Arduino یا Raspberry و بسیاری دیگر آماده بازی است. اما این تابلوها دارای "محدودیت" یکسانی هستند … آنها قسمت داخلی را پنهان می کنند زیرا از MCU (Micro Controller Unit) یا SOC (System On Chip) استفاده می کنند بنابراین نمی توانید CPU ، I/O ، گذرگاه داخلی را لمس کنید. و همه این موارد است که باعث می شود یک کامپیوتر کار کند.

یک گزینه دیگر با استفاده از برخی قسمت های قدیمی تر به عنوان پردازنده های 8 بیتی (به اصطلاح "retrocomputing") وجود دارد. درک آنها ساده است و می توانید اسناد و کتابهای زیادی را به صورت رایگان بیابید و به شما امکان می دهد رایانه های واقعی با همه بلوک های عملکرد مورد نیاز (CPU ، I/O ، RAM ، ROM/EPROM و غیره …) بسازید.

اما عموماً برای یافتن قطعات از آنها سخت استفاده می شود و به ابزارهای قدیمی مانند برنامه نویس و پاک کن EPROM یا برنامه نویس GAL نیاز دارند ، و ابزارهای ساده تر ویژگی های بسیار محدودی دارند.

بنابراین من قطعات قدیمی و "جدید" را مخلوط کرده ام تا طرحی منحصر به فرد ایجاد کنم که نیازی به هیچ برنامه نویس قدیمی EPROM یا IC های فانتزی نداشته باشد ، با استفاده از قطعات آسان. MCU Atmega32A به عنوان یک زیر سیستم ورودی/خروجی عمل می کند و از EPROM و تمام اجزای ورودی/خروجی "تقلید" می کند. بیشتر ، با استفاده از بوت لودر آردوینو ، می توان آن را به راحتی با IDE Arduino معروف برنامه ریزی کرد.

IC های مورد نیاز عبارتند از:

• CPU Z80 CMOS (Z84C00) 8 مگاهرتز یا بیشتر
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 کیلوبایت RAM)
• 74HC00

اگر می خواهید گسترش GPIO 16 برابر (گزینه GPE) یک MCP23017 نیز اضافه کنید.

Z80-MBC2 دارای قابلیت چند بوت است و می تواند CP/M 2.2 ، QP/M 2.71 و CP/M 3 را اجرا کند (حافظه بانکی 128KB پشتیبانی می شود) ، بنابراین می توانید از مقدار زیادی SW با آن استفاده کنید (به عنوان مثال می توانید کامپایلرهای Basic ، C ، Assembler ، Pascal ، Fortran ، Cobol را پیدا کنید ، و برخی از آنها قبلاً در دیسک های مجازی در SD ارائه شده است).

هارد دیسک ها با استفاده از microSD FAT16 یا FAT32 فرمت شده اند (1 گیگابایت microSD کافی است) ، بنابراین به راحتی می توانید فایل ها را با رایانه خود (16 HD برای هر سیستم عامل پشتیبانی می شود) با استفاده از cpmtoolsGUI تبادل کنید.

البته برای تعامل با Z80-MBC2 به یک ترمینال نیاز دارید و یک آداپتور سریال معمولی USB به همراه یک SW شبیه سازی ترمینال یک انتخاب ارزان و ساده خواهد بود.

مرحله 1: قطعات و PCB

اولین چیزی که وجود دارد این است که همه اجزای سازنده صفحه را پیدا کنید. من یک فایل (A040618 BOM v2.ods) با تمام اجزای مورد نیاز تهیه کرده ام که به راحتی می توانید آنها را پیدا کنید. البته یک مهارت اساسی مورد نیاز است ، و فرض بر این است که شما می توانید اجزای "اطراف" را پیدا کنید …

در مورد PCB من یک "پیوند آسان" برای سفارش دسته ای کوچک (5 عدد دقیقه دقیقه) PCB در اینجا آماده کرده ام.

مرحله 2: ماژول هایی که شما نیز نیاز دارید…

شما همچنین باید برخی از ماژول های ارزان قیمت رایج را خریداری کنید (اگر نکرده اید) (عکس ها را ببینید):

• یک آداپتور سریال USB ؛
• ماژول microSD ؛
• ماژول DS3231 RTC (اختیاری) ؛
• یک برنامه نویس USBasp (برای فلش بوت لودر Arduino در Atmega32a) ؛
• یک آداپتور AVR 10 پین تا 6 پین (اختیاری).

مرحله 3: تخته را بسازید

برای ساخت برد ، راهنمای اسمبلی (A040618 PCB Layout Guide.zip) را با موقعیت اجزای روی PCB (با هر دو مرجع قطعات و مقادیر) دنبال کنید. همچنین شماتیک (A040618 - SCH.pdf) مفید خواهد بود.

شروع به لحیم کردن نازک ترین قطعات مانند مقاومت و دیودها ، سپس خازن های سرامیکی و غیره کنید. کانکتورها و خازن های الکترولیتی آخرین اتصالات خواهند بود.

مرحله 4: Arduino IDE و "MightyCore" را نصب کنید

برای بارگیری "طرح" Arduino در Atmega32a ، باید Arduino IDE و "MightyCore" را از اینجا با استفاده از "Board Board" Arduino IDE نصب کنید.

به این ترتیب پشتیبانی از Atmega32a به Arduino IDE اضافه می شود و شما می توانید Atmega32a را به عنوان دستگاه هدف انتخاب کنید (به عکس مراجعه کنید).

به یاد داشته باشید که سایر گزینه ها را مانند عکس انتخاب کنید.

مرحله 5: Bootloader را فلش کنید

برای راه اندازی Z80-MBC2 باید بوت لودر آردوینو را در Atmega32a فلش کنید.

این به شما امکان می دهد Sketch را با استفاده از IDE Arduino در Atmega32a کامپایل و بارگذاری کنید.

روشهای زیادی برای فلش بوت لودر وجود دارد. راهی که من پیشنهاد می کنم این است که از یک برنامه نویس USBasp ارزان استفاده کنید و بوت لودر را با استفاده از Arduino IDE رایت کنید.

برای اتصال USBasp به رابط ICSP Z80-MBC2 می توانید از آداپتور 10pin-6pin معمولی استفاده کنید (به عکس مراجعه کنید).

به یاد داشته باشید که هنگام استفاده از ICSP اتصال دیگر اتصالات را قطع کنید. همچنین هنگام استفاده از پورت ICSP ، هر دو ماژول SD و RTC (در صورت وجود) باید از برد حذف شوند.

اطلاعات بیشتر در مورد این مرحله را می توانید در اینجا پیدا کنید.

مرحله 6: بارگیری "طرح"

اکنون زمان بارگذاری طرح در Atmega32a با استفاده از Arduino IDE است. برای این کار باید آداپتور سریال USB (عکس را ببینید) به پورت SERIAL (J2) Z80-MBC2 وصل کنید.

شما باید پین های GND ، +5V/VCC ، DTR ، TXD ، RXD آداپتور سریال USB و پورت SERIAL Z80-MBC2 را وصل کنید.

حالا فایل فشرده طرح "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" را از حالت فشرده خارج کرده ، آن را کامپایل کرده و با IDE Arduino بارگیری کنید.

مرحله 7: SD و RTC را اضافه کنید

حالا فایل فشرده SD "SD-S220718-R191018-v1.zip" را در microSD با فرمت FAT16 یا FAT32 (یک microSD 1 گیگابایتی بیش از حد کافی است) از حالت فشرده خارج کنید.

اتصال دهنده سریال USB را از رایانه جدا کرده و ماژول SD (با microSD داخل آن) و ماژول RTC (در صورت داشتن) را به Z80-MBC2 اضافه کنید.

توجه داشته باشید که ماژول ها را دقیقاً همانطور که در عکس نشان داده شده نصب کنید ، زیرا آنها در موقعیت خود "قابل تعویض" نیستند و در صورت تعویض آنها ممکن است آسیب دائمی ایجاد شود!

اکنون شما آماده استفاده از Z80-MBC2 با استفاده از آداپتور سریال USB و یک شبیه ساز پایانه هستید!

مرحله 8: نحوه ورود به منوی "Select Boot …"

برای ورود به "انتخاب حالت بوت یا پارامترهای سیستم" باید کلید RESET (SW2) را فشار دهید ، آن را رها کرده و فوراً کلید USER (SW1) را فشار داده و آن را فشار دهید تا زمانی که led IOS شروع به پلک زدن کند.

راه دیگر این است که هر دو کلید را فشار دهید ، کلید RESET را نگه دارید تا کلید USER پایین نگه داشته شود تا زمانی که led IOS شروع به چشمک زدن کند ، یا منو را روی صفحه ببینید.

مرحله 9: اطلاعات بیشتر…

شما می توانید اطلاعات بیشتر و جزئیات فنی در مورد Z80-MBC2 را در اینجا پیدا کنید.