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构建8位计算机开源分享

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资料介绍

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

1 / 15

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

只是端口 C 的一点敲击

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

1 / 6 • OMEN Alpha 第 2 期

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！

1 / 2 •用于 TM1638 模块的 3D 打印外壳

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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