असली होममेड कंप्यूटर बनाने में आसान: Z80-MBC2!: 9 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यदि आप इस बारे में उत्सुक हैं कि कंप्यूटर "बाहरी चीजों" के साथ कैसे काम करता है और इंटरैक्ट करता है, तो आजकल बहुत सारे बोर्ड खेलने के लिए तैयार हैं जैसे कि Arduino या रास्पबेरी और कई अन्य। लेकिन इन बोर्डों में सभी समान "सीमा" हैं … वे आंतरिक भाग को छुपाते हैं क्योंकि वे एमसीयू (माइक्रो कंट्रोलर यूनिट) या एसओसी (सिस्टम ऑन चिप) का उपयोग करते हैं ताकि आप सीपीयू, आई/ओ, आंतरिक बस को स्पर्श न कर सकें। और ये सभी चीजें जो कंप्यूटर को काम करती हैं।

कुछ पुराने हिस्से को 8 बिट सीपीयू (तथाकथित "रेट्रोकंप्यूटिंग") के रूप में उपयोग करने का एक अन्य विकल्प है। वे समझने में सरल हैं और आप बहुत सारे दस्तावेज और किताबें मुफ्त में पा सकते हैं, और सभी आवश्यक फ़ंक्शन ब्लॉक (सीपीयू, आई/ओ, रैम, रोम/ईपीरोम, आदि…) के साथ वास्तविक कंप्यूटर बनाने की अनुमति दे सकते हैं।

लेकिन आम तौर पर वे भागों को खोजने के लिए कठिन उपयोग करते हैं, और EPROM प्रोग्रामर और इरेज़र या GAL प्रोग्रामर जैसे पुराने उपकरणों की आवश्यकता होती है, और सरल लोगों में बहुत सीमित विशेषताएं होती हैं।

इसलिए मैंने एक अद्वितीय डिज़ाइन बनाने के लिए पुराने और "नए" भागों को मिलाया है, जिसमें किसी भी विरासत वाले EPROM प्रोग्रामर या फैंसी IC की आवश्यकता नहीं है, आसानी से मिलने वाले घटकों का उपयोग करके। Atmega32A MCU एक I/O सबसिस्टम के रूप में कार्य करता है, EPROM और सभी I/O घटकों का "अनुकरण" करता है। अधिक, एक Arduino बूटलोडर का उपयोग करके, इसे आसानी से प्रसिद्ध Arduino IDE के साथ प्रोग्राम किया जा सकता है।

आवश्यक आईसी हैं:

• Z80 CPU CMOS (Z84C00) 8Mhz या इससे अधिक
• एटमेगा32ए
• टीसी551001-70 (128केबी रैम)
• 74HC00

यदि आप 16x GPIO विस्तार (GPE विकल्प) चाहते हैं तो एक MCP23017 भी जोड़ें।

Z80-MBC2 में एक बहु-बूट क्षमता है और यह CP/M 2.2, QP/M 2.71 और CP/M 3 (128KB बैंक की मेमोरी समर्थित) चला सकता है, इसलिए आप इसके साथ SW की एक बहुत बड़ी मात्रा का उपयोग कर सकते हैं (जैसे आप कर सकते हैं आसानी से बेसिक, सी, असेंबलर, पास्कल, फोरट्रान, कोबोल कंपाइलर्स ढूंढ सकते हैं, और इनमें से कुछ पहले से ही एसडी पर वर्चुअल डिस्क में उपलब्ध कराए गए हैं)।

हार्ड डिस्क को माइक्रोएसडी FAT16 या FAT32 स्वरूपित (एक 1GB माइक्रोएसडी पर्याप्त है) का उपयोग करके अनुकरण किया जाता है, इसलिए cpmtoolsGUI का उपयोग करके अपने पीसी (प्रत्येक OS के लिए 16 HD समर्थित हैं) के साथ फ़ाइलों का आदान-प्रदान करना आसान है।

बेशक आपको Z80-MBC2 के साथ बातचीत करने के लिए एक टर्मिनल की आवश्यकता है, और एक सामान्य यूएसबी-सीरियल एडेप्टर एक साथ टर्मिनल इम्यूलेशन एसडब्ल्यू एक सस्ता और सरल विकल्प होगा।

चरण 1: अवयव और पीसीबी

पहली बात यह है कि बोर्ड बनाने के लिए सभी घटकों को ढूंढा जाए। मैंने सभी आवश्यक घटकों के साथ एक फ़ाइल (A040618 BOM v2.ods) तैयार की है जिसे आप आसानी से पा सकते हैं। बेशक एक बुनियादी कौशल की आवश्यकता है, और यह माना जाता है कि आप "चारों ओर" घटकों को खोजने में सक्षम हैं …

पीसीबी के बारे में मैंने यहां पीसीबी के एक छोटे बैच (5 पीसी। मिनट) को ऑर्डर करने के लिए एक "आसान लिंक" तैयार किया है।

चरण 2: मॉड्यूल जिनकी आपको बहुत आवश्यकता है …

आपको कुछ सामान्य सस्ते मॉड्यूल (फोटो देखें) खरीदने की भी आवश्यकता है:

• एक यूएसबी-सीरियल एडाप्टर;
• एक माइक्रोएसडी मॉड्यूल;
• एक DS3231 RTC मॉड्यूल (वैकल्पिक);
• एक USBasp प्रोग्रामर (Atmega32a में Arduino बूटलोडर को फ्लैश करने के लिए);
• AVR 10pin से 6pin एडॉप्टर (वैकल्पिक)।

चरण 3: बोर्ड का निर्माण करें

बोर्ड बनाने के लिए पीसीबी पर घटकों की स्थिति के साथ असेंबली गाइड (A040618 PCB लेआउट गाइड.zip) का पालन करें (दोनों भागों के संदर्भ और मूल्यों के साथ)। साथ ही योजनाबद्ध (A040618 - SCH.pdf) काम आएगा।

प्रतिरोधक और डायोड जैसे सबसे पतले घटकों को मिलाप करना शुरू करें, फिर सिरेमिक कैपेसिटर और इसी तरह। कनेक्टर और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर अंतिम होंगे।

चरण 4: Arduino IDE और "माइटीकोर" स्थापित करें

Arduino "स्केच" को Atmega32a में लोड करने के लिए, आपको Arduino IDE और "MightyCore" को यहाँ से Arduino IDE "बोर्ड मैनेजर" का उपयोग करके स्थापित करना होगा।

इस तरह Atmega32a के लिए समर्थन Arduino IDE में जोड़ा जाएगा, और आप Atmega32a को लक्ष्य डिवाइस के रूप में चुनने में सक्षम होंगे (फोटो देखें)।

अन्य विकल्पों का चयन करना याद रखें जैसा कि फोटो में है।

चरण 5: बूटलोडर फ्लैश करें

Z80-MBC2 को ऑपरेटिव बनाने के लिए आपको Arduino बूटलोडर को Atmega32a में फ्लैश करना होगा।

यह आपको Arduino IDE का उपयोग करके स्केच को Atmega32a में संकलित और लोड करने में सक्षम करेगा।

बूटलोडर को फ्लैश करने के कई तरीके हैं। मेरा सुझाव है कि एक सस्ते USBasp प्रोग्रामर का उपयोग करें और Arduino IDE का उपयोग करके बूटलोडर को जलाएं।

USBasp को Z80-MBC2 के ICSP कनेक्टर से कनेक्ट करने के लिए आप एक सामान्य 10pin-6pin एडेप्टर का उपयोग कर सकते हैं (फोटो देखें)।

ICSP का उपयोग करते समय किसी अन्य कनेक्टर को डिस्कनेक्ट करना याद रखें। इसके अलावा एसडी और आरटीसी दोनों मॉड्यूल (यदि मौजूद हैं) को आईसीएसपी पोर्ट के उपयोग में होने पर बोर्ड से हटा दिया जाना चाहिए।

इस चरण के बारे में अधिक जानकारी यहां पाई जा सकती है।

चरण 6: "स्केच" लोड करें

अब Arduino IDE का उपयोग करके स्केच को Atmega32a में लोड करने का समय है। उसके लिए आपको USB-सीरियल अडैप्टर (फोटो देखें) को Z80-MBC2 के सीरियल पोर्ट (J2) से कनेक्ट करना होगा।

आपको USB-सीरियल एडेप्टर के GND, +5V/VCC, DTR, TXD, RXD पिन और Z80-MBC2 के सीरियल पोर्ट को कनेक्ट करना होगा।

अब स्केच ज़िप फ़ाइल "S220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.zip" को एक फ़ोल्डर में अनज़िप करें, इसे संकलित करें और इसे Arduino IDE के साथ लोड करें।

चरण 7: एसडी और आरटीसी जोड़ें

अब SD ज़िप फ़ाइल "SD-S220718-R191018-v1.zip" को FAT16 या FAT32 स्वरूपित माइक्रोएसडी (1GB माइक्रोएसडी पर्याप्त से अधिक है) में अनज़िप करें।

पीसी से यूएसबी-सीरियल एडॉप्टर को डिस्कनेक्ट करें, और Z80-MBC2 एसडी मॉड्यूल (अंदर माइक्रोएसडी के साथ) और आरटीसी मॉड्यूल (यदि आपके पास है) में जोड़ें।

फोटो में दिखाए गए मॉड्यूल को ठीक से स्थापित करने पर ध्यान दें, क्योंकि वे अपनी स्थिति में "स्वीपेबल" नहीं हैं, और यदि आप उन्हें एक्सचेंज करते हैं तो स्थायी नुकसान हो सकता है!

अब आप USB-सीरियल एडॉप्टर और एक टर्मिनल एमुलेटर का उपयोग करके Z80-MBC2 चलाने के लिए तैयार हैं!

चरण 8: "सेलेक्ट बूट…" मेनू में कैसे एंटर करें?

"बूट मोड या सिस्टम पैरामीटर का चयन करें" में प्रवेश करने के लिए आपको RESET कुंजी (SW2) को दबाना होगा, इसे छोड़ना होगा और तुरंत USER कुंजी (SW1) को दबाना होगा और इसे तब तक दबाए रखना होगा जब तक कि IOS एलईडी ब्लिंक करना शुरू न कर दे।

दूसरा तरीका यह है कि दोनों कुंजियों को दबाएं, USER कुंजी को दबाए रखते हुए RESET कुंजी को तब तक छोड़ दें जब तक कि IOS एलईडी ब्लिंक करना शुरू न कर दे, या आपको स्क्रीन पर मेनू दिखाई न दे।

चरण 9: अधिक जानकारी…

आपको Z80-MBC2 के बारे में अधिक जानकारी और तकनीकी विवरण यहां मिल सकते हैं।