Самодельный компьютер на Z80 и не только

[M80]

Некоторые сложности перевешиваются удобством. Делается то один раз, а используется всё время. Естественно, это когда интенсивно меняется программа - тут уж сами должны считать что затратнее. Конечно, если есть эмулятор - это, в общем то, излишнее.
Касательно софтового UART - немножко муторно конечно. Нужно суетиться и считать такты. С 8080 я не делал, делал на Z80 - ну а какая разница? Z80 4мгц - 9600 без проблем, на 8 - 38400, с ухищрениями - 76800, выше не пытался. Это ввод/вывод на терминал - при загрузке же вообще никто не мешает.

[Advertiser]

[Tronix]

Пилю потихоньку прошивку для часиков на 580ВМ80 с TFT-экранчиком. Набросал интерфейс а-ля "я у мамы UX/UI дизайнер". Избавился от чисел с запятой, перевел все на целочисленную арифметику, оптимизировал альфа-бленд. Сделал самую нудную часть, а именно режим установки и изменения даты/времени с кнопок. Три кнопки - кнопка "SET" - попеременно перебирает все изменяемые параметры (часы/минуты/день недели/день/месяц/год), подсвечивая текущий параметр оранжевым:



И кнопки "плюс" и "минус" - соответственно меняют текущий параметр. Если после нажатия "SET" никакая кнопка не нажимается в течении 5 секунд, то выходит из режима установки. Итого, уже работают: собственно, часы и календарь, режим установки параметров, показывается реальная температура с 1-wire датчика DS18B20. Не сделано - датчик влажности, на экране просто пока статичная надпись 67% (заглушка):



Когда доделаю влажность, в конце еще хочу график на плитках температуры и влажности прикрутить, что-то по типу как на картинке:



Но пока не понял еще - то ли сплайнами его рисовать или всякими кривыми Бизье, то ли просто точками. Надо поэкспериментировать с разным набором данных... Сплайнами конечно красиво будет, но что-то я уже начинаю постепенно упираться в размер 32Кб EEPROM'ки. Си конечно всем хорош, кроме как размером бинарников. А целиком на асме я бы погиб такое писать -) Ладно, посмотрим как пойдет.

[M80]

ОК. Зацепили Tronix меня ваши проблемы. Решил собрать UART на безымянном контроллере - минимум проводов. Накидал, только не отладился ешшо.

[Tronix]

Зацепили Tronix меня ваши проблемы.

Да вроде бы у меня особых проблем нет, ну по крайней мере с этой платой и часиками -)

[M80]

Ну а кто, как не вы, говорили о проблеме 100-разовой перепрошивки 27хх? И я это прекрасно понимаю. Сам такой был.

[M80]

Думаю, наиболее просто иметь Ардуино, и подключаться 3-мя концами к схеме на CPU 8080. У меня z80/2 мгц. На 2,5 мгц тоже работает.
Идея в том, что Ардуино по запросам от CPU выставляет данные с USB-UART. При этом CPU нет необходимости привязываться к временам UART. Скоростью UART можно играться. Думаю, 38400 вполне.
Код Ардуино очень прост:

Скрытый текст

// z80 <- Arduino serial  17:27 17.10.2023  OKF

#define NAME              "z80 <- Arduino serial"
#define VERSION           "0.3"
#define UART_BAUDRATE     19200

#define WAIT_TIME         0             //debug

//                        GND
#define	WAIT              2             //PORTD!
#define	DATA              3
#define	IOR               4

#define in(x)             DDRD  &= ~(1<<(x))
#define out(x)            DDRD  |= 1<<(x)
#define on(x)             PORTD |= 1<<(x)
#define off(x)            PORTD &= ~(1<<(x))
#define pin(x)            (PIND & 1<<(x))

#define di()              cli()
#define BAUD_SETTING      ((F_CPU / 4 / UART_BAUDRATE - 1) / 2)
#define con_begin()       (UBRR0H = BAUD_SETTING>>8, UBRR0L = BAUD_SETTING, \
                           UCSR0A = 1<<U2X0 | 1<<UDRE0, UCSR0B = 1<<RXEN0)
#define con_available()   (UCSR0A & 1<<RXC0)
#define con_read()        UDR0


void setup() {
  on(WAIT); out(WAIT);
  con_begin();
  di();
}


// выставим стартовый бит по запросу от CPU
inline void put_start() {
  while (pin(IOR));                     //ждём IOR
  off(WAIT);                            //тормозим CPU
  off(DATA);
  out(DATA);                            //выставляем старт бит
  _delay_ms(WAIT_TIME);
  on(WAIT);                             //запускаем CPU
  while (!pin(IOR));                    //ождаем снятия IOR
  in(DATA);                             //убираем старт
}


// биты данных по запросу от CPU
inline void put_data(uint8_t c) {
  while (pin(IOR));
  off(WAIT);
  c & 1 ? on(DATA) : off(DATA);         //выставляем данные аналогично старт
  out(DATA);
  _delay_ms(WAIT_TIME);
  on(WAIT);
  while (!pin(IOR));
  in(DATA);
}


// стоповый бит
inline void put_stop() {
  while (pin(IOR));
  off(WAIT);
  on(DATA);
  out(DATA);                            //стоп
  on(WAIT);
  while (!pin(IOR));
  in(DATA);
}


void loop() {
  if (con_available()) {
    uint8_t ch = con_read();
    put_start();
    for (uint8_t i = 0; i < 8; i++, ch >>= 1)
      put_data(ch);
  }
  put_stop();
}

[свернуть]

Со стороны CPU:

Скрытый текст

; serial from Arduino

PIN	equ	0		;RX_PORT, D7 - data


; wait start bit
loop1	defl	$
	in	a,(PIN)		;wait request
	ld	b,4
loop	defl	$
	djnz	loop

	rlca			;d7
	jr	c,loop1

	ld	b,8		;receive data
loop	defl	$
	in	a,(PIN)
	rlca			;d7
	rr	c
	djnz	loop

loop	defl	$
	in	a,(PIN)		;stop
	rlca			;d7
	jr	nc,loop

	call	ConOut
	jr	loop1

[свернуть]

[Tronix]

Значит, купил я на алишке все-таки датчик давления/влаги типа BME280. По этому случаю в интерфейсе опять появились снизу три плитки, как и было задумано с самого начального начала. Собственно, для температуры, влажности и давления:



Теперь у меня даже есть две температуры - одна с датчика DS18B20 и вторая с BME280. Решил температуру показывать с DS18B20, так как она поточнее:



Оказалось, что 32 килобайта EEPROM - это не так уж и много для 8080, си и картинок. В таком виде почти уперся в 30 килобайт. В целом это уже вполне рабочие часы/градусник/показометр, но на разные свисто-перделки места остается маловато. Адресное пространство щаз поделено поровну - 32кб ROM и 32кб RAM. При этом битовое представление шрифтов + иконки занимают 24469 байт, упаковываются алгоритмом типа lz (zx0) в ~13910 байт и стыкуются с кодом. Сам код занимает ~16 кб. Но к нему прибавляется упакованный битмап ~14кб и получаем 30кб которые надо писать во флеху (EEPROM). При старте платы из EEPROM весь этот статичный упакованный массив битмапов распаковывается в RAM и уже код работает с ним. Итого, помимо почти забитого 30кб EEPROM при старте еще и RAM заполняется минимум на 24 кб, без учета стека, глобальных переменных и массивов.

Варианты развития событий конечно есть:
1) Забить и оставить примерно все как есть на данный момент. Просто часы/дата/термометр/показометр;
2) Прицепить сбоку SPI-флешку, куда засунуть все битмапы;
3) Городить маппер (схему, позволяющую переключаться между различными банками памяти в одинаковом адресном пространстве), две EEPROM по 32к и переключаться между ними; То есть окутывать плату МГТФ-ом, либо разводить новую плату.

Разумеется, выбран был первый вариант, быгыг -) Тем более начал тут убирать часики в коробку в начале месяца и кокнул экранчик (потрачено):



Перезаказал экран на али, и вот, спустя пару недель новый экран приехал, и теперь коробка собралась и закрылась:



Сделал еще краткосрочный предсказатель погоды по алгоритму Замбретти - рисует разные иконки в верхнем левом углу экране (солнечно/пасмурно/дождь/и тд). Особо не тестировал, но вроде чето показывает там...



Но к этому времени уже откровенно надоело. Поэтому всё, достаточно возни с i8080, вроде наигрался сполна.

На всякий случай выложил все по данному проекту "как есть" здесь: https://github.com/Tronix286/i8080_clock

Но особого смысла повторять именно эту плату нет, так как она делалась исключительно под себя с имеющимися у меня прямо в ящике стола деталями. Именно отсюда на плате винегрет из SMD 0402(!), 0603, 0805, QFN, МЛТ резисторы, мосфеты в ТО220 на 180 или больше омпэр (!) и прочий лулз. BGA разве только здесь для кучи не хватает. Не знаю вообщем, это конечно нужно очень сильно кому-то захотеть, что бы такой мозговырвный набор рассыпухи специально закупать для этого проекта... Но в моем телеграм канале просили выложить - я выложил