Projekt płytki drukowanej zupełnie nowego CA80.

     Ostatnio zastanawiałem się, co musi mieć komputer, żeby był zgodny z CA80. Narysujmy więc schemat. Trzeba jeszcze zdecydować, którą wersję będziemy klonować...

    Nowa ma lepszą klawiaturę, stara ma za to ZS - złącze systemowe dzięki któremu łatwo można dodawać udoskonalenia, czy dodatkowe peryferia. A może jedno i drugie na raz? ZS dzieli komputer na moduły. Nie wpływa na działanie całości, więc możemy użyć monitora CA80 w nowej wersji i cieszyć się prostszą klawiaturą. 

Schemat klona CA80.

 

    Oryginalne płytki były dość sporych rozmiarów, jak na dzisiejsze standardy. Nowe konstrukcje takie jak RC2014 czy Z80-MBC2 mają płytki 50x100 i 100x100 mm. 100x100 mm to największy rozmiar podlegający zniżce dla prototypów w JLCPCB (chiński producent PCB). Postanowiłem nie przekraczać tego rozmiaru (właściwie 4x4 cale). Żeby wszystko zmieścić na tak małej płytce, trzeba z czegoś zrezygnować. Zacząłem redukcję od pamięci. Wystarczy jeden ROM i jeden RAM. Prawie jak w CA82! (Jednak tam nie ma obsługi magnetofonu.) Kości o większej pojemności nie są droższe od mniejszych, za to są bardziej dostępne. Nadal pozostaje dużo elementów... Może spróbować SMD? W końcu robimy klon, więc czemu nie? Trochę czasu zajęło mi szukanie potrzebnych elementów, ale udało się. ROM pozostaje tradycyjny, a reszta scalaków SMD. Rezystory i kondensatory występują w różnych rozmiarach. Dotąd jeszcze takich nie lutowałem, więc zostawiłem przewlekane. Zamówiłem wszystko w Chinach i zająłem się płytką.

Pierwsza wersja klona.

 

    Zaprojektowałem już wcześniej kilka płytek do CA80 w KiCAD (w celach edukacyjnych), ale ta jest najbardziej skomplikowana... Jakoś się zmieściłem. Zamówiłem płytki i pozostało mi czekać na przesyłki. Nadal jednak miałem sporo do zrobienia, bo zapragnąłem dodać coś specjalnego. Coś, czego wcześniej bardzo brakowało. Poznałem już Z80-MBC2 (dzięki koledze @phill2k z microgeek.eu) i postanowiłem przerobić CA80, żeby można było podłączyć do niego kartę SD i może jeszcze parę rzeczy. Już wcześniej przeprowadziłem niezbędne eksperymenty, żeby mieć pewność, że da się to zrobić. W tym celu przerobiłem jeden z moich starych CA80. Zmiany były kosmetyczne i w dodatku zgodne z opisem w MIK-ach. Potrzebne były sygnały: /WAIT, /BUSRQ, /SNMI i wylutowanie kilku elementów: rezystora R5 z obwodu CLK oraz kondensatora C5 (RESET). Przy okazji zmieniłem też interfejs klawiatury (kilka rezystorów i krosów). Udało się. Komputer ruszył bez ROM-u. Zmodyfikowałem oprogramowanie Z80-MBC2, żeby transfer był szybszy i 8 kilobajtów wpadało do RAM w ułamku sekundy. Potem dopisałem trochę kodu, żeby z SD przesyłać zawartość pliku HEX. :-)

Niezbędne korekty schematu.

 

    

Stary CA80 z nową klawiaturą podłączony do Z80-MBC2 działa bez EPROM-u.

    Kiedy nadeszły przesyłki, zaczęły się schody. Źle dobrałem footprinty. Niektóre kości miały inne wymiary, niż się spodziewałem, a inne różniły się nieznacznie rozstawem odnóży. Po wielu zabiegach udało mi się z sukcesem zmontować jedną płytkę. :-)

8255 jest większy od footprintu.

Z80 musi podkurczyć nogi.

Tym razem idealne dopasowanie.

Zmontowana pierwsza wersja klona CA80.

Wszystko działa! Tylko NMI tymczasowo na stykówce.
Zapomniałem dopisać kod...

    W czasie montażu drugiej odłamałem jedną nóżkę Z80... Radość się skończyła. Przemyślałem temat jeszcze raz, sprawdziłem ceny i dostępność elementów. Okazało się, że procesory i 8255 w obudowie DIL są znacznie tańsze. Na płytce było jeszcze trochę miejsca, więc zamiast brnąć w nowoczesność, zmieniłem koncepcję. Przecież CA80 był komputerem kryzysowym, więc jego klon też powinien być zrobiony "po taniości", jak to niektórzy określają.

     Następna płytka wyszła lepiej. Wszystko zmieściło się bez upychania, więc mimo drobnych niedociągnięć, zamknąłem ten etap.

Druga wersja klona jest bardziej udana.