طريقة سهلة لبناء كمبيوتر منزلي حقيقي: Z80-MBC2: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

إذا كنت مهتمًا بكيفية عمل الكمبيوتر وتفاعله مع "الأشياء الخارجية" ، فهناك في الوقت الحاضر الكثير من اللوحات الجاهزة للعب مثل Arduino أو Raspberry وغيرها الكثير. لكن هذه اللوحات لها نفس "الحد" … تخفي الجزء الداخلي لأنها تستخدم MCU (وحدة تحكم صغيرة) أو SOC (نظام على رقاقة) لذلك لا يمكنك لمس وحدة المعالجة المركزية ، I / O ، الناقل الداخلي وكل هذه الأشياء التي تجعل الكمبيوتر يعمل.

هناك خيار آخر باستخدام جزء أقدم مثل وحدات المعالجة المركزية 8 بت (ما يسمى "الحوسبة الرجعية"). إنها سهلة الفهم ويمكنك العثور على الكثير من الوثائق والكتب مجانًا ، وتسمح ببناء أجهزة كمبيوتر حقيقية مع جميع كتل الوظائف المطلوبة (وحدة المعالجة المركزية ، I / O ، ذاكرة الوصول العشوائي ، ROM / EPROM ، إلخ …).

لكنهم عمومًا يستخدمون صعوبة في العثور على أجزاء ، ويتطلبون أدوات قديمة مثل مبرمج وممحاة EPROM أو مبرمج GAL ، والأبسط لها ميزات محدودة للغاية.

لذلك قمت بخلط الأجزاء القديمة و "الجديدة" لعمل تصميم فريد لا يحتاج إلى أي مبرمج EPROM قديم أو دوائر متكاملة رائعة ، باستخدام مكونات يسهل العثور عليها. يعمل Atmega32A MCU كنظام فرعي I / O ، "يحاكي" EPROM وجميع مكونات الإدخال / الإخراج. أكثر من ذلك ، باستخدام أداة تحميل التشغيل Arduino ، يمكن برمجتها بسهولة باستخدام Arduino IDE المعروف.

المرحلية المطلوبة هي:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) بسرعة 8 ميجاهرتز أو أكثر
• Atmega32A
• TC551001-70 (128 كيلو بايت رام)
• 74HC00

إذا كنت تريد توسيع 16x GPIO (خيار GPE) ، أضف MCP23017 أيضًا.

تتميز Z80-MBC2 بإمكانية تشغيل متعدد ويمكنها تشغيل CP / M 2.2 و QP / M 2.71 و CP / M 3 (128 كيلوبايت من الذاكرة المدعومة) ، لذلك يمكنك استخدام كمية كبيرة جدًا من SW معها (على سبيل المثال ، يمكنك يمكنك العثور بسهولة على مترجمي Basic و C و Assembler و Pascal و Fortran و Cobol ، وبعضها متوفر بالفعل في الأقراص الافتراضية على SD).

تتم محاكاة الأقراص الصلبة باستخدام تنسيق microSD FAT16 أو FAT32 (يكفي بطاقة microSD بسعة 1 جيجا بايت) ، لذلك من السهل تبادل الملفات مع جهاز الكمبيوتر الخاص بك (يتم دعم 16 HDs لكل نظام تشغيل) باستخدام cpmtoolsGUI.

بالطبع أنت بحاجة إلى محطة طرفية للتفاعل مع Z80-MBC2 ، وسيكون مهايئ USB التسلسلي الشائع جنبًا إلى جنب مع SW المحاكاة الطرفية خيارًا رخيصًا وبسيطًا.

الخطوة 1: المكونات وثنائي الفينيل متعدد الكلور

أول شيء هو العثور على جميع المكونات لبناء اللوحة. لقد أعددت ملفًا (A040618 BOM v2.ods) يحتوي على جميع المكونات المطلوبة التي يمكنك العثور عليها بسهولة. بالطبع ، هناك حاجة إلى مهارة أساسية ، ومن المفترض أن تتمكن من العثور على مكونات "حول" …

حول ثنائي الفينيل متعدد الكلور لقد أعددت "رابطًا سهلًا" لطلب دفعة صغيرة (5 قطع على الأقل) من ثنائي الفينيل متعدد الكلور هنا.

الخطوة 2: الوحدات التي تحتاجها أيضًا …

تحتاج أيضًا إلى شراء (إذا لم يكن لديك) بعض الوحدات الرخيصة الشائعة (انظر الصور):

• محول USB التسلسلي ؛
• وحدة microSD ؛
• وحدة DS3231 RTC (اختياري) ؛
• مبرمج USBasp (لتفليش محمل الإقلاع من Arduino في Atmega32a) ؛
• محول AVR 10pin إلى 6pin (اختياري).

الخطوة 3: بناء اللوحة

لبناء اللوحة ، اتبع دليل التجميع (A040618 PCB Layout Guide.zip) مع موضع المكونات على PCB (مع كل من مراجع الأجزاء والقيم). كما سيكون الرسم التخطيطي (A040618 - SCH.pdf) سهل الاستخدام.

ابدأ في لحام المكونات الرقيقة مثل المقاومات والصمامات الثنائية ، ثم المكثفات الخزفية وما إلى ذلك. ستكون الموصلات والمكثفات الإلكتروليتية هي الأخيرة.

الخطوة 4: تثبيت Arduino IDE و "MightyCore"

لتحميل Arduino "رسم تخطيطي" في Atmega32a ، تحتاج إلى تثبيت Arduino IDE و "MightyCore" من هنا باستخدام Arduino IDE "Board Manager".

بهذه الطريقة ، ستتم إضافة دعم Atmega32a إلى Arduino IDE ، وستكون قادرًا على تحديد Atmega32a كجهاز مستهدف (انظر الصورة).

تذكر تحديد الخيارات الأخرى كما في الصورة.

الخطوة 5: تفليش Bootloader

لتشغيل Z80-MBC2 ، تحتاج إلى وميض محمل الإقلاع Arduino في Atmega32a.

سيمكنك هذا من ترجمة وتحميل Sketch في Atmega32a باستخدام Arduino IDE.

هناك طرق عديدة لتفليش محمل الإقلاع. الطريقة التي أقترحها هي استخدام مبرمج USBasp رخيص وحرق أداة تحميل التشغيل باستخدام Arduino IDE.

لتوصيل USBasp بموصل ICSP الخاص بـ Z80-MBC2 ، يمكنك استخدام محول 10pin-6pin مشترك (انظر الصورة).

تذكر فصل أي موصل آخر عند استخدام ICSP. كما يجب إزالة وحدتي SD و RTC (إن وجدت) من اللوحة عندما يكون منفذ ICSP قيد الاستخدام.

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول هذه الخطوة هنا.

الخطوة 6: تحميل "الرسم التخطيطي"

حان الوقت الآن لتحميل المخطط في Atmega32a باستخدام Arduino IDE. لذلك تحتاج إلى توصيل مهايئ USB التسلسلي (انظر الصورة) بمنفذ SERIAL (J2) في Z80-MBC2.

يجب عليك توصيل دبابيس GND و + 5V / VCC و DTR و TXD و RXD لمحول USB التسلسلي ومنفذ SERIAL الخاص بـ Z80-MBC2.

الآن قم بفك ضغط ملف الرسم التخطيطي المضغوط "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" في مجلد ، قم بتجميعه وتحميله باستخدام Arduino IDE..

الخطوة 7: أضف SD و RTC

الآن قم بفك ضغط ملف SD zip "SD-S220718-R191018-v1.zip" إلى بطاقة microSD بتنسيق FAT16 أو FAT32 (بطاقة microSD بسعة 1 جيجابايت أكثر من كافية).

افصل محول USB التسلسلي من جهاز الكمبيوتر ، وأضف وحدة SD (مع بطاقة microSD الداخلية) ووحدة RTC (إذا كان لديك) إلى Z80-MBC2.

انتبه لتثبيت الوحدات تمامًا كما هو موضح في الصورة ، لأنها ليست "قابلة للتبديل" في مواقعها ، وقد تحدث أضرار دائمة إذا قمت بتبديلها!

أنت الآن جاهز لتشغيل Z80-MBC2 باستخدام محول USB التسلسلي ومحاكي طرفي!

الخطوة 8: كيف تدخل في قائمة "تحديد التمهيد …"

للدخول في "تحديد وضع التمهيد أو معلمات النظام" ، يجب أن تضغط على مفتاح RESET (SW2) ، ثم حرره واضغط فورًا على مفتاح USER (SW1) واستمر في الضغط عليه حتى يبدأ مؤشر IOS في الوميض.

هناك طريقة أخرى وهي الضغط على كلا المفتاحين ، وتحرير مفتاح RESET مع الاستمرار في الضغط على مفتاح USER حتى يبدأ مؤشر IOS في الوميض ، أو ترى القائمة على الشاشة.

الخطوة 9: مزيد من المعلومات …

يمكنك العثور على مزيد من المعلومات والتفاصيل الفنية حول Z80-MBC2 هنا.