构建8位计算机开源分享

描述

我正在写一本关于旧电脑的书。哦，对不起：我的意思是 80 年代的“老式计算机”。我的主要目标是展示如何从头开始构建 8 位计算机。这意味着：如何设置CPU，如何连接内存，如何连接外围芯片，以及为什么要连接。

这台计算机是“演示结构”：一台基于 8085 CPU、32kB (EEP)ROM 和 32kB RAM、串行连接和并行端口的计算机。一切都应该尽可能简单。这是一个结果。

等一下——为什么是预兆？

很简单。OMEN 是捷克语表达“Osmibitový Mikropočítač pro Elektronické Nadšence”的缩写（当然），意思是“电子爱好者的 8 位微型计算机”。

当然——当我连接扬声器并播放一首曲子时，我实现的第一首曲子是……对，Prodigy 的“The Omen”！

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监视器 v3

Monitor v3 有四个命令：

• D用于内存转储
• M是内存变化
• G代表围棋
• :用于加载 HEX 文件
• B调用 TINY BASIC
• X设置断点
• R在程序中断后显示/更改寄存器
• C代表休息后继续

您可以通过 R 命令将所需的值设置到寄存器中，包括 PC 寄存器，然后通过 C 命令运行程序。

EEPROM 在地址 1000h 包含 TINY BASIC，因此输入 G1000 启动 BASIC。

替代监视器 MON85

我添加了Dave Dunfield的MON85 显示器。不是原始版本，而是 Roman Borik 的改进版本。

你可以在 GitHub 上找到所有的源代码和现成的图像。

MON85 改进：

• 支持未记录的 8085 指令 DSUB B、ARHL、RDEL、LDHI d8、LDSI d8、LHLX D、SHLX D、JNK a16、JK a16、RSTV
• 命令 R 显示 F 寄存器 (SZKA3PVC) 的所有标志。如果未设置标志，则显示破折号“-”。
• 添加了重启向量 RST 8 (0040h) 以便处理 RSTV 呼叫。
• 更改了跟踪模式。进入 TRACE 模式后，显示实际 PC 上的指令和寄存器内容（如果已打开）。输入空格 ' ' 会执行这条指令，并返回到下一条指令的 'T>' 提示符。
• 指令 LXI、DAD、INX、DCX 显示参数“SP”而不是“S”。
• 如果输入的值不适合 1 个字节，则需要 1 个字节参数的命令会引发错误。
• 命令“C”检查源块和目标块的重叠，并使用适当的方向进行复制。
• 命令“F”检查 和 参数并引发错误，如果 低于 。
• 添加了命令“H”以英特尔 HEX 格式发送内存内容。
• LF 和 CR 字符的发送是颠倒的，并按通常的顺序发送 - 首先是 CR，然后是 LF。

编程

很简单，只需用汇编语言编写一个程序，将其编译为 HEX 并复制/粘贴到串行监视器。然后使用 G 命令（as GO）运行。

LED 通过并行端口和 TINY BASIC 闪烁

原型照片库

PCB批次#2

稍微改进的 PCB 正在自己的路上——下周应该有 10 块到货。所以我会测试它并上传SCH、BRD以及Gerber文件。

与MAX7219的串行接口

通过 8255 的端口 PC 进行简单的 SPI 模拟。

预兆阿尔法，第 2 期

PCB的第二版有一些新特性：

• 系统连接器（24 针），带数据总线、A0-A2、/RD 和 /WR、7 个 /CS（解码）、系统时钟和一个中断
• 用于外部中断请求的可选 IRQ (RST7.5)
• 用于 EEPROM 的可切换 /WE 以实现就地编程

放置在 PCB 上的零件

这是放置图像的零件：

跳线等：

• JP1 是一个串口。引脚（从下到上）：GND、TxD、RxD（在“JP1”标签旁边）
• JP2、JP3、JP4：8255 的并行端口。方形标记引脚 1，请参见下面的示意图。JP2是PA口，JP3是PB口，JP4是PC口
• JP5 是 EEPROM 写使能。连接针脚 1-2 禁用写入，连接针脚 2-3 启用（针脚 1 位于最左侧，针脚 3 位于标签“JP5”旁边）
• JP7 是 RST7.5 使能器。关闭以禁用中断，打开以启用。

系统连接器（在上边缘，方形标记引脚 1）

• /写
• D0
• D1
• D2
• D3
• D4
• D5
• D6
• D7
• A0
• A1
• A2
• /RD
• IO1
• IO2
• IO3
• IO4
• IO5
• IO6
• IO7
• VCC
• 接地
• RST7.5
• 时钟

并行端口：

JP2、3、4：方形标记“Vcc”引脚。

“先睹为快”，或者会发生什么？

（当然，它现在已经编译并且完全没有优化......）

LED显示屏和十六进制键盘

这是单板计算机的经典外围设备：LED 7段显示器和十六进制键盘。

当然，我可以使用经典的键盘矩阵和一些 7 段显示器，一堆电阻器和晶体管，然后焊接一个老式的。是的，我可以，而且很容易。相反，我使用了来自中国的廉价 LED+按键模块。其型号为QYF-TM1638。就是这个：

你可以在eBay或AliExpress上以大约 3 美元的价格购买它。

它提供现代 LED 显示驱动程序和键盘扫描仪。它有一个串行接口——不是 UART，而是某种带有双向数据线的 SPI。

您需要三个引脚来连接此模块：选通引脚（CPU 输出）、时钟引脚（CPU 输出）和数据引脚（bidir）。于是出现了一个问题：在OMEN Alpha中如何实现一个bidir接口？

我用的是82C55的并行接口，C口。C口可以分成两组（上半部和下半部，PC7-PC4和PC3-PC0），可以独立配置为输入或输出。端口 A 和 B 对整个端口具有相同的方向。

所以我将端口C的下半部分设置为STB和CLK的输出，上半部分可以在输入和输出之间切换。数据引脚 DIO 连接到端口 C 引脚 7。

这是驱动程序的源代码。它没有优化，直接且相当丑陋，但它有效！

套件可在 Tindie 上获得

PCB - 第 4 期

我的 Tindie 商店缺货，所以我决定制造一批新的 PCB。我跳过了第 3 期（背板版）并制作了一个新的、略微改进的版本，第 4 期。改进是：

- 信号 RESET 和 READY 被添加到应用程序/系统总线

- READY 和 Vcc 之间的 10k 上拉电阻，通过集电极开路驱动器驱动这条线路

- 移除了 LED 和 330R 电阻。添加了三个引脚：SID、SOD 和 GND，以享受串口。

- 移除了 22pF 电容器的一处。

进一步的计划

我计划更多的 OMEN 命名为Bravo 、Charlie 、 Delta 、 Echo 等。Bravo类似于 SBC，但使用 65C02 CPU。还有其他的？敬请关注！

去Zilog，还是不去Zilog？

问题很简单：您想要一个类似于 OMEN Alpha 的基于 Zilog Z80 的简单计算机套件吗？请在这里投票。

监视器 v4

有关新闻和下载，请参见GitHub 页面

印刷电路板

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