2018年10月19日金曜日

Z80-MBC を Z80-MBC2 に改造

 このブログで現在連載中の「Z80 SBC(シングルボード・コンピュータ)の製作」がしばらく滞っているのは、「Z80-MBC Z80-MBC2 に改造」に注力していたからです。

 過日ブログで紹介した、HACKADAY.IO のホームページに掲載されている「 A 4$, 4ICs, Z80 homemade computer on breadboar はまさに秀逸であり私も早々に組み上げてそのすばらしさを享受しました。

 さらに、かねての予告どうり、その改良版である Z80-MBC2  がこの夏発表されたのですが、ソフト類の完成が少し遅れていて、10月になってようやく全体像がはっきりして来ました。

 ハード・ウエアについては、早い時期に回路図がKICadデータも併せて発表されていましたので、 Z80-MBC2 基板はすでに入手してありました。

 ということでさっそく製作にかかろうとしたのですが、 Z80-MBC2 の基板が Z80-MBC の基板に比べてなんとなくチープで二の足を踏んでいました、、、、が、思い立ってZ80-MBC の基板を改造して Z80-MBC2 を構築してみることにしました。
 結果、完成したのが冒頭の写真です。

 ちょっと見にはほとんど分かりません、左上のSDカードと左側中ごろのトランジスタ2本が目に付く程度です。

 改造に先立って、 Z80-MBC と Z80-MBC2 の違いを Z80-MBC の回路図上に書込み、修正していきました。
 ありがたいことに新規部品はほとんど使っておらず(前述のトランジスタ2本くらいのもの)、 何とかいけそうな気がしてきました。

 改造点はあまり多くなく、以下にその概要を挙げておきます。

・アドレス・バスの A1~A14 を10kΩでプルアップする。(データ・バスはそのままでよい)

・従来LED点燈に使用していた74HC00のNANDロジック2個をメモリ・バンク切り替えに使うため、トランジスタ(2SA1015)2個と置き換え。

・アドレス・バスA1、A2、A3、A4、A5、A6、A7からATMEGA32AのPIN25,26,27,28,29,16,17,18へのそれぞれの配線をカット。

・コントロール・バス/WR、/RD、/MREQ、/RESETからATMEGA32AのPIN5,6,7,8へ行っている、それぞれの配線をカットし、PIN25,26,27,28へ接続する。

・自由になったATMEGA32AのPIN5,6,7,8はSDカード用の/CS、MOSI、MISO、SCKとして使う。(/CS、MISO、SCKは10kΩでプルアップ)

・その他いくつかについても同様に回路図を比較して修正する。
  
 パターン・カットは左写真のようにルーターを使うときれいに、速く、確実にできます。

 また、データ・バスのプルアップには小さな表面実装用の抵抗を使いましたが、右写真のようにポリイミド・テープを使ってうまくいきました。


 左写真に完成して、作動中の基板裏を示します。思ったより簡単で、すっきりできました。
 中央に左下から右上に伸びている4本撚り線はSDカードアダプターソケットへの配線ですが、配置の関係でやむなくこうなってしまいましたが、無事動いています。

 この Z80-MBC 基板は自由に使える蛇の目部分があっていろいろな応用が可能なようで、つくりもよく、今後も少しストックを持っていようか、、、、とも思いました。
 ただ、この蛇の目は隣同士つながっている部分が多く、十分なチェックとパターンカットが必要なので要注意。

 SDカードアダプターはebayできわめて安く入手できますが、この実験に間に合わせるために自作しました。

 SDカード・ソケットとレベルシフト用のCMOS Buffer MSM4050RS、および5V→3.3V降圧3端子レギュレータをかき集めて、右の回路図に従って作り上げました。



 ソフトは、最新版のS220718-R190918_IOS-Z80-MBC2.hex ( arduino で .ino ファイルをコンパイルすればpreference.txt で指定したフォルダーにできる)をTL866AプログラマーでATMEGA32Aに書き込みました。
 フューズ・ビットはCF、D9を指定します。

 SDカードはFAT32でフォーマットしておき、これに SD-S220718-R191018-v1 フォルダーの中身をそのままコピーしました。

 右に Z80-MBC2 がスタートして CP/M2.2 が立ち上がり、DIRコマンドで Disk A の内容を見たものを示します。

 コマンドの切り替えで、CP/M 3 なども使用可能で、ディスク・ドライブはA~Pまでの16ドライブが使用可能で、各容量は8Mバイトもありますのでいろいろ試してみたいものと思います。

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