Mikropočítač

'.$Fotos[$_GET['foto']][1].''); } else { ?>

Amatérský mikropočítač s procesorem Z80

Úvod

Toto zařízení jsem sestrojil v roce 2002 jako maturitní práci. Maturita však byla pouze pomocná motivace, jelikož o osmibitových mikropočítačích jsem četl již dříve a docela mě nadchly. Už proto, že můj první počítač byl kvalitní osmibit SHARP MZ-800, který je osazen právě procesorem Z80-A a byl taktovaný na 3,5 MHz. Mnoho jeho uživatelů mělo jistě potřebu rozšířít jej o další periferie pomocí slotu systémové sběrnice. Stavět však periferie k historickému počítači nemá valný smysl. Tento starý počítač měl 64 kB operační paměti s možností připojení rozšiřujícího 256 kB RAMDISKU. Programy se ukládaly na kazetu nebo v lepším případě na disketovou mechaniku. Připojení větší paměti a pevného disku a dalších rozšiřujících zařízení však z tohoto počítače dělá jiný počítač. K osmibitu prostě patří malá paměť a kazety.
Proto jsem se rozhodl udělat jiný počítač, který bych mohl navrhnou a rozšiřovat podle svých představ. Protože použitý procesor Zilog Z80 je tehdejší špička mezi osmibitovými procesory a přitom je mnohem jednoduchší než 16-bitové procesory, rozhodl jsem se ho použít i zde. V počítači je zapojena statická zálohovaná RWM paměť 256 kB, 16 kB paměti EPROM (krizové řešení, původní záměr 256 kB FLASH), zvukový čip SN76489AN (umístěný také v SHARPovi), hodiny reálného času DS1203, paralelní port 8255 PIO, LCD inteligentní znakový displej 20x4 a klávesnice TESLA. Mikropočítač je napájen ze síťového adaptéru nebo z vnitřní baterie. Zálohovaná paměť má vlastní napájení z další baterie. Původní záměr vytvořit jednoduchý operační systém a textový editor se z časových důvodů nezdařil. Ukázkový software umožňuje psát znaky na dispej a přehrává krátkou písničku.

Podařilo se mi tedy splnit svůj dětský sen a postavit si vlastní mikropočítač na bázi procesoru Z80.

Materiály

'. IconedLink('Mikropocitac.brd', 'Deska plošného spoje EAGLE').'
'. IconedLink('Mikropocitac.sch', 'Schéma EAGLE').'
'. IconedLink('Mikropocitac_brd.png', 'Deska plošného spoje').'
'. IconedLink('Mikropocitac_sch.png', 'Schéma').'
'. IconedLink('Software.zip', 'Ukázkový software').'
'. IconedLink('AS51.ZIP', 'AS51 - Vývojové prostředí pro procesory řady 8051').'
'. IconedLink('as80.zip', 'AS80 - Překladač assembleru pro procesor Zilog Z80').'
'. //IconedLink('Eagle_4.01.zip', 'EAGLE 4.01 - Editor pro návrh desek plošných spojů').' ('.IconedLink('http://www.cadsoft.de/', 'www.cadsoft.de').')
'. IconedLink('z80cpu_um.pdf', 'Zilog Z80 - CPU User Manual').'
'); ?>

Odkazy

- Výrobce návrhového systému EAGLE
- Výrobce legendárního procesoru Z80
- Největší maloobchodní prodejce součástek v ČR
- Střední Průmyslová Škola Elektrotechnická v Roznově pod Radhoštěm

Fotogalerie

'); foreach($Fotos as $Index => $Item) { echo(''."\n"); if(($Index == 4) || ($Index == 9))echo(''); } echo('

'); ?> Komentář k obrázkům:

Deska plošného spoje je zhotovena fotocestou. Obě strany byly vytisknuty na laserové tiskárně na fólii a slepeny tak, aby nedošlo k vzájemnému posunutí.
Miniaturní reproduktor je vzat z počítače Didaktik gama.
9 Voltová Baterie je pouze zinko-uhlíková a je nevhodně zapojena přes stabilizátor, na kterém se zbytečně ztrácí energie.
256 kB FLASH paměť bohužel krátce před termínem odevzdání umřela, proto je zde přes redukci z patice použita EPROM paměť 16 kB.
Kabely klávesnice a displeje se bohužel vlivem špatného návrhu malinko kříží.
TESLA klávesnici jsem získal ze starého výprodeje. Není moc kvalitní, přívodní vodiče se brzy poškodily a některé přestali fungovat.
Plastová krabička je slepená ze dvou menších zakoupených v GM Electronic, protože žádná z prodávaných požadovaným rozměrům nevyhověla. Oba kusy byly slepeny do jednoho speciálním lepidlem a zdá se, že docela dobře.
Ani bych neřekl jak obtížné je sehnat černé vruty potřebných rozměrů. Nakonec jsem načernil hlavičky obyčejných vrutů černým lihovým fixem.
Z boku jsou navrtány otvory. Na levé straně odvádějí teplo ze stabilizátoru, na pravé také umožňují průchod zvuku od reproduktoru ven.
Bohůžel obvody Z80 CPU a 8255 PIO jsou staré a mají pro přenosný počítač příliš velkou spotřebu. Ostatní logické obvody jsou povětšinou nízkospotřebové 74HCTxxx.
V dnešní době by bylo mnohem výhodnější použít některý z dostupných mikrokontrolérů. Mají nizkou spotřebu, jsou rychlejší, výkonější a mají integrovány další funkce. Zde však šlo tak nějak o nostalgii :).
V desce je okolo 500 ručně vrtaných děr a okolo 300 ručně drátkem propojených a zapájených průchodek. Docela makačka.
Na obrázku nejsou připojené tři tužkové baterie určené pro stále napájení dvou čipů pamětí RWM.
Zapojení displeje bohužel nerespektuje vyšší rychlost sběrnice 4 MHz. Při této rychlosti bohužel nefunguje komunikace s displejem. Bylo nutno snížit rychlost CPU na polovinu "taktovacím" juperem :).
Vzhledem k tomu, že se mi z časových důvodů nepovedlo zprovoznit tisk na tiskárně a hodiny reálného času, hlavně nepodařilo sestavit jednoduchý operační systém s příkazovou řádkou a jednoduchým textovým editorem, rozhodl jsem se nepřihlásit do oblastního kola, přestože jsem mohl.

Poděkování

Pavlovi Kunetkovi jako vedoucímu práce, učiteli předmětu EPO (Elektronické Počítače) a vedoucímu mikroprocesorového kroužku.
Vedoucím dílen panu Michlíčkovi a panu Bolckovi za výpomoc při mechanickému opracování krabičky.

Poslední aktualizace: 16.2.2006

Zpět na hlavní stránku