Nach dem Z80 Tester wollte ich schon lange mal ein richtiges, minimales Z80 System (Einplatinencomputer) bauen. Ein bestimmtes Ziel sollte das System nicht verfolgen. Hauptsache Z80, Rom, Ram und I/O. Ideal zum reinschnuppern und um ggf. mal spaeter mit Logikanalyzer dran zu arbeiten. Trotz alle dem, kann man schon ein Menge aus so einem kleinem System her ausholen. Wuerfel; Mastermind; 4 gewinnt oder im Prinzip sogar ein Schachspiel sollten moeglich sein.
Pin 16,17,24,25 der Z80 CPU an +5V legen - und GND u. VCC ebenfalls nicht vergessen. In der Lektuere "Mikrocomputer selbstgebaut und programmiert" von Rolf Dieter Klein (SEHR empfehlenswert!) und verschiedenen Z80 Systemen aus dem Internet (http://www.z80.info/z80_mp.htm), habe ich mich zu folgender Startkonfiguration entschieden.
Z80 CPU
4093 Oszillator (R=10k; C=1nf; f=ca. 500khz): http://www.janson-soft.de/pe/pek08.pdf
Rom = 27C256 32k Eprom
Ram = 62256 32k SRam
ACHTUNG: Die Eagle PCB enthält Fehler! Bitte PDF lesen und beachten!
EDIT: z80 mini pcb corrected.zip enthaelt eine fehlerbereinigte Version inkl. Elecrow Gerber Dateien. Masse: 100x66mm. ABER!! Diese, korrigierte Version ist NICHT getestet!!
EDIT2: Neue PCB aufgebaut und getestet - alles ist nun ok! Daher bitte NUR die neue PCB verwenden! Anstatt 27C256 sollte sich der Pinkompatible AT29C256 Flash verwenden können. Beim AT28C256 sind Änderungen erforderlich (A14 umlegen + /WE auf +5V legen)
EDIT3: Habe die PCB noch etwas erweitert. Dezimalpunkt ist nun auch angeschlossen. Und Pullup Array am Input Port inkl. GND+VCC. PCB Dateien sind im Mini-Z80-v3.zip. Top+Bot.png zeigen die Änderungen für 28C256. Rot = trennen. Grün = verbinden.
Die beschriebenen Testprogramme sind im z80 mini software.zip
Als Assembler diente der Arnold Assembler: http://john.ccac.rwth-aachen.de:8000/as/
Batch-Datei zum assemblieren:
..\as\bin\as %1 -L
..\as\bin\p2bin %1 -r
Unter Linux ist auch schön geeignet Z80-ASM:
http://wwwhomes.uni-bielefeld.de/achim/z80-asm.html
z80-asm -l test3.asm :test.z80 >test3.lst
Die Datei *.z80 enthält einen 10 Byte Header, den man vor dem Brennen in einem Eprom noch entfernen muss!
#!/bin/sh
dd if=$1.z80 of=$1.bin bs=1 skip=10
File Extensionen (.asm u. .z80) müssen angegeben werden!
Das Paket hat mit z80-mon auch einen schönen Simulator/Debugger.
b2s.c compiliert wandelt eine Binärdatei in Hex-Kommandos für den Arduino Mega EEprommer:
b2s test3.bin >test3.eep => (Waaa:dddddddd...)
Damit kann man auch ohne EEprommer.exe oder Python Script ein Eprom z.B. mittels minicom brennen. (Datei einfügen)
Warum gerade/genau diese Version?
Nun ich wollte einen Z80 Einplatinenrechner:
- der nur Standardbauteile und keinen programmierbaren Hilfschip (Propeller, AVR, ..) hat. Also nur CPU, Ram, Rom, TTL.
- der keine Video, Tastatur (z.B. PS/2) und auch keine serielle Anbindung hatte. I/O nur 'statisch' - 8-bit.
- der Takt sollte ggf. auch weit herunter zu takten sein.
- er sollte einfach, nachvollziehbar, gut zu testen sein.
- bare metal programmierbar - ohne Monitorprogramm.
Daher ist er so, wie er ist ;-)
Man kann sich trotzdem z.B. obige Erweiterungen vorstellen. Z.B. sollte es möglich sein, einen AVR an den I/O Port + /IO + /WR + /RD anzuschließen um von dort dann eine serielle Schnittstelle abzubilden. Mit einem Monitorprogramm im Rom, wäre dann serielle Bedienung und Upload von Programmen ins Ram denkbar. Anstatt 7-Segment kann man sich LCD im 4-bit Modus vorstellen etc. pp.
Das evtl. schwieriger zu lokalisierende Bauteile dürfte heute die 7-Segmentanzeige sein. Jede kompatible, baugleiche sollte gehen. Wichtig sind Pinout und gemeinsame Anode. Ich habe zuletzt GNS-3611BD genommen (Wichtig: B!). Ich habe davor von Conrad: Kingbright: SA36-11GWA gruen und SA36-11SRWA rot verwendet (gemeinsame Anode).
8k SRam verwenden (Natürlich hat man dann nur 8KB SRam, der 4x im 32KB Adressbereich gespiegelt ist):
