Z80 Single Board Computer SBC - IO Board

Categoria: Microprocessori
Pubblicato Mercoledì, 12 Dicembre 2012 21:35
Scritto da Luigi
Visite: 5885
Z80 Single Board Computer
Sistema Embedded con Z80
I/O Board - 4a Parte
In questa quarta ed ultima parte viene descritta la scheda che interfaccia il nostro sistema a microprocessore con il mondo esterno, la I/O BOARD.
Il suo scopo è quello consentire alla CPU di dialogare con il mondo esterno interfacciandosi con pulsanti, led ed altri sistemi di interfacciamento con il mondo reale.
Per semplicità la scheda prevede solo due porte di INPUT, due porte di OUTPUT ed una dedicata al pilotaggio di un display LCD.
La rete logica combinatoria consente alla CPU di selezionare la porta in funzione dell'indirizzo presente sul bus indirizzi.
 
.: IL CIRCUITO :.
Come già descritto, lo schema elettrico si compone di 8 integrati: 74LS139, 74LS32, 74LS244 e 74LS374.
Come segnali di ingresso della scheda troviamo quelli relativi ai 3 connettori CONTROL-BUS, INPUT-DB e A0-A1. Il primo, CONTROL-BUS, ha i tre segnali principali relativi alle operazioni di I/O: IORQ, WR e RD. Tutti i tre segnali sono attivi bassi, vuol dire che per essere attivo deve essere a livello logico 0.
Il secondo, INPUT-BUS si compone del segnale dati da 8 bit che dalla CPU passa agli integrati LATCH delle porte (74LS374).
Il terzo, A0-A1, comprende le prime 2 linee del BUS indirizzi della CPU.
In questo modo, con due bit a disposizione, abbiamo 4 combinazioni possibili corrispondenti ogniuna ad una PORTA di I/O.
Per funzionare correttamente, per prima cosa bisogna impostare il BYTE di dati sul BUS dati insieme alla combinazione dei due bit del BUS indirizzi per definire quale porta utilizzare, poi portare a livello basso IORQ e RD in caso di lettura o WR in caso di scrittura della porta. Queste operazioni sono effettuate in assoluta trasparenza dalla CPU, pertanto, l'utente si limiterà ad utilizzare le istruzioni IN e OUT del set istruzioni in assembler dello Z80 che penseranno a far effettuare alla CPU tutte quelle operazioni di timing sopra descritte.
Se volete provare il funzionamento della la scheda basta seguire le istruzioni di temporizzazione sopra riportate.


.: Z80 - IO-BOARD ANIMAZIONE LETTURA :.
 
.: Z80 - IO-BOARD ANIMAZIONE SCRITTURA :.
 
.: Z80 - IO-BOARD TEMPORIZZAZIONI LETTURA :.
 
.: Z80 - IO-BOARD TEMPORIZZAZIONI SCRITTURA :.
 
.: Z80 - IO-BOARD CIRCUITO COMPLETO :.
 
.: Z80 - IO-BOARD PCB :.
L'immagine quì sopra mostra la disposizione dei componenti sul circuito stampato della scheda IO-BOARD.
Sulla scheda, come nelle precedenti, è stato previsto un led di segnalazione della presenza dell'alimentazione.

.: Z80 - IO-BOARD :.
L'immagine quì sopra mostra la realizzazione della scheda IO Board con tutti gli integrati che formano le PORTE di I/O.
Sulla scheda, come nelle precedenti, è stato previsto un led di segnalazione della presenza dell'alimentazione.

.: Z80 - IO-BOARD :.
Questa è la realizzazione della scheda con eagle3D.


Con questa parte abbiamo terminato il nostro sistema Z80 modulare.
I prossimi articoli descriveranno un sistema Z80 All-in-one, cioè un sistema come quello modulare ma con tutti i componenti sulla stesso PCB. Verranno descritti inoltre dei circuiti che io definisco UTILITY che possono tornare utili nel debug hardware dei componenti del sistema Z80.
Se qualcuno di voi non avesse la possibilità di produrre il PCB o semplicemente vorrebbe averne uno già pronto per montare la scheda, può contattarmi mediante il link CONTATTI nel menù.

 

Attenzione!!! il lato giusto per l'esposizione del master nella realizzazione del circuito stampato è quello che permette di leggere il testo.
Così come è riportato nel LAYOUT, l'insieme è visto dal lato componenti.
Dovrete, quindi, eventualmente fare un mirror della stampa.
Il file è in formato PDF in modo da evitare degli errori di proporzione.
Suggerisco, comunque, prima di stampare di verificare la scala di stampa 1:1 e di non selezionare "adatta alla pagina".

 

SCHEMA ELETTRICO PCB SERIGRAFIA