Como construo um computador com um microprocessador Z80?

Eu tenho o chip, então como eu adicionaria: um relógio, RAM, disco rígido (talvez EEPROM?), Uma tela (tela gráfica de LCD?), Método de entrada (teclado, mouse)?

Não ouça os outros dizendo que o z80 é muito antigo ou muito difícil. O z80 foi projetado para esta tarefa. É a mais antiga CPU produzida continuamente por um motivo; é fácil criar sistemas de computador com ela. É uma excelente escolha para o seu projeto.

Existem ótimos livros como "projetos de design de microcomputadores z80" e " o manual do z80 " que realmente o ajudarão. Além disso, olhe para z80.info , eles têm uma tonelada de informações que você deseja.

Seus objetivos de design são realistas. A parte mais difícil será a tela LCD, supondo que você queira dirigir um monitor VGA ou NTSC. Mas mesmo assim, uma vez que você entra nisso, não é tão difícil. Esse será um tema recorrente que você encontrará neste projeto; as coisas são muito mais fáceis do que o esperado. Os primeiros microcomputadores eram máquinas notavelmente simples, esperando que você possa duplicá-los até certo ponto em 2012 é um objetivo muito realista. Além dos chips de som e vídeo personalizados, o restante da máquina ainda está disponível como peças prontas para uso e é facilmente compreensível até como um novato.

O sistema z80 mais simples e utilizável terá a CPU z80, alguma memória flash ou EEPROM que você pode obter gratuitamente de placas-mãe antigas, ram e um uart para comunicação serial (mais um max232 para mudança de nível). Tudo isso está disponível em qualquer distribuidor de eletrônicos, é através de componentes de orifícios e pode ser construído em uma tábua de pão. O único equipamento especial necessário é o programador flash / EEPROM (que eu mesmo construí a partir de um Arduino). Ah, e algumas outras coisas, como alguns chips lógicos da série 74 para decodificação de endereços, circuito de redefinição, etc. e um oscilador de cristal.

Como alternativa, você pode substituir o uart por um chip z80 pio para se comunicar com um display de caracteres LCD moderno em modo paralelo. Realmente não produz gráficos, mas é fácil de usar e o seu z80 pode imprimir coisas desde o início. Um teclado ps / 2 será bastante simples de interface.

De qualquer forma, o z80 é uma boa escolha para o seu projeto. Isso pode parecer complicado, mas no final não é tão ruim assim. Crie de forma incremental, comece com o circuito de teste do z80, conecte uma EEPROM para que ele possa executar algum código e apenas construir a partir daí.

Felizmente, há um livro - "Construa seu próprio computador Z80" e, embora agora esteja esgotado, o autor Steve Ciarcia permitiu que ele fosse distribuído livremente como PDF: http://retro.hansotten.nl/index.php? page = z80-sbc

Você também pode dar uma olhada no projeto N8VEM Home Brew Computer. É um Z80 SBC (computador de placa única) que pode executar o CP / M e pode ser fabricado com um preço muito baixo - os PCBs custam US $ 20 mais frete. Agora há uma variedade de placas de expansão disponíveis (barramento S100!) E há uma comunidade experiente e útil por trás de tudo.

Mas antes de tudo, por que não pegar um punhado de componentes e criar o testador Z80 mínimo para garantir que sua CPU funcione - http://www.z80.info/z80test0.htm Isso apenas conecta as linhas de dados e endereço para executar continuamente a mesma instrução (NOP) para demonstrar fundamentalmente, o coração de um computador baseado em Z80.

Na verdade, o Z-80 é um chip antigo, mas pode ser um bom desafio construir um computador com ele. Ao contrário de todos os microcontroladores modernos, ele não possui muitos recursos internos; portanto, você precisará adicionar RAM, EPROM e hardware de decodificação de endereço. E foi exatamente isso que eles fizeram muitos anos atrás, quando Tandy construiu o TRS-80. Basta dar uma olhada nos esquemas originais do Modelo-1: http://electrickery.xs4all.nl/comp/trs80/doc/westHWBook.pdf

Eu tive a chance de construir alguns computadores a partir do zero, com base no microprocessador Z80, ou seja, um Sinclair ZX80 (uma versão aprimorada) e o Jupiter Ace da empresa Jupiter Cantab. Ambos funcionam bem e essas máquinas usam um teclado e geram imagens em preto e branco (com uma resolução de 240 x 192 pixels) em um aparelho de TV. Mais informações sobre eles:

http://www.jupiter-ace.co.uk/

http://searle.hostei.com/grant/zx80/zx80.html

Um sucessor do ZX80, o ZX Spectrum, além de tudo isso, possui também todo o tipo de interfaces, como interface de disco IDE, de disquete e também para mídias de armazenamento mais modernas, como pen drives USB ou cartões SD.

Minha recomendação: vá em frente e faça-o! Pesquise, aprenda muito ao longo do caminho e divirta-se. Hoje em dia, as coisas estão muito mais fáceis do que na década de 80. Temos internet, CPLDs, FPGAs, a quantidade de RAM estática que queremos, etc.!

Boa sorte e tome cuidado.

Você terá muita dificuldade em construir seu próprio "computador" baseado no Z80 com todos os recursos que você descreveu. No entanto, se você pode viver sem construir o hardware, um computador Z80 que você mesmo programa é completamente possível.

As antigas TI-83, TI-84 e similares (antes da TI-89, acredito) são calculadoras baseadas no Z80. Ainda são calculadoras muito comuns e podem ser adquiridas por cerca de US $ 100: http://www.amazon.com/s/ref=nb_sb_noss_1?url=search-alias%3Daps&field-keywords=ti-84

A calculadora apresenta tudo o que você deseja, exceto o mouse, e como as calculadoras ainda são comuns nas escolas, você ainda encontrará um bom número de desenvolvedores do Z80. O StackOverflow pode ajudar se você tiver dúvidas: /programming/tagged/z80

No entanto, não tenho certeza de quão fácil será reprogramar o Z80 com seu próprio código.

Existem na web vários sites que documentam como criar sistemas baseados em Z80. Atualmente, estou usando e no momento eu o configurei com uma unidade de disquete, um teclado serial, um monitor VGA e um cartão SD.

A casa do projeto:

http://n8vem-sbc.pbworks.com/w/page/44366173/Zeta%20SBC

Eu não acho que o Z-80 seja obsoleto. É um processador bastante poderoso por si só. Você pode encontrar um montador gratuito + IDE em www.zilog.com. É uma ferramenta muito boa.

Se você deseja substituir um PC, não se preocupe. Se você quiser aprender muito sobre microprocessadores, siga em frente.

Há muito material impresso referente ao Z-80, interface, programação, etc.

Embora o Z-80 nunca corresponda a um quad core de 3 GHZ, ainda pode ser bastante rápido em termos humanos. Também existem processadores mais rápidos na família. Veja a família Z80S180. Você obtém muita energia, muitos periféricos, todos integrados em um único pacote. Sim, rom e ram são externos, você não esperava tudo em um chip agora, não é? Você perderia todo o conceito de ônibus! No entanto, eu NÃO experimentaria um desses designs de alta velocidade imediatamente.

Arduinos, PIs de framboesa, etc. Perceba que você está comprando blocos de lego, não os projetando. Sim, eles se encaixam, mas sua contribuição será limitada ao software (OK, talvez você possa criar sua própria placa - mas sim?)

O Z-80 continua sendo uma ótima ferramenta de aprendizado. O mesmo acontece com o 8051, e você obtém sua RAM, ROM, CPU e 1 MIPS em um único pacote com o 51. Velocidades mais rápidas também, se quiser.

Não ouça as escolhas que outros fizeram. Decida o que você quer fazer e depois faça. É muito mais fácil depurar em 2 MHZ do que 40.

Use o poder da Internet e colete alguns esquemas do Z-80. Existem muitos deles flutuando por aí. Considere "O microprocessador Z-80", de Gaonkar ISBN 0-02-340484-1 (a Amazon pode vender cópias usadas por muito poucos dólares). Na verdade, Gaonkar responderia a todas as perguntas que você fizesse.

O z80 está tão desatualizado que você não poderá construir nada além de um novo computador retro, mas isso não significa que não seria instrutivo e divertido tentar.

Se eu apenas quisesse provar que poderia executar uma antiga execução do z80, provavelmente a colocaria com uma RAM estática de 32Kx8 e um chip UART, além de gravar uma imagem ROM TRS-80 Modelo I modificada em qualquer EPROM / EEPROM pequena . Todo o mapa de memória pode ser decodificado com um chip MSI.

Não foi necessário muito hacking s / w para raspar as rotinas de decodificação da matriz do teclado TRS-80 e substituí-las por uma rotina de entrada UART, nem para encontrar a rotina de caractere e substituí-la por uma rotina de saída UART. Em seguida, ele poderia ser conectado a uma porta serial do PC, e o antigo BASIC poderia ser ativado e interagido.

Isso deve provar que você está executando um z80, sem o incômodo de tentar implementar muita E / S para ele.