Z80-MBC：基于4 ICs的Z80微计算机电路与开发环境

资源摘要信息: "Z80-MBC：一台4 ICs Z80计算机-电路方案" Z80-MBC计算机是一种基于Z80微处理器的4MHz微型计算机系统，它使用了64kB的RAM，并集成了基础和Forth解释器、CP/M 2.2操作系统、QP/M 2.71实时操作系统、汇编器和C语言工具链。Z80-MBC设计为一个完整的开发环境，支持iLoad引导模式，允许用户通过单一命令跨平台编译、加载和执行汇编语言或C语言程序。此外，Z80-MBC可扩展，搭载了Atmega32A微控制器作为I/O仿真器，有时被称为“Arduino核心”。 ### 技术细节与组件 - **Z80 CPU CMOS（Z84C00）4MHz或更高版本**：Z80 CPU是Z80-MBC的核心，负责处理计算任务。CMOS版本能够确保与Atmega32A和74HC00的兼容性。 - **Atmega32A**：作为系统中的主要微控制器，负责提供通用I/O子系统、EEPROM存储以及为Z80 CPU提供复位和4MHz时钟信号。 - **TC551001-70（128kB RAM）**：虽然Z80的地址空间限制为64kB，但系统使用了128kB的RAM，其中一半用作存储器，另一半可以通过简单的硬件设计扩展使用。 - **74HC00**：74系列的高速CMOS芯片，用作RS触发器，用来在I/O操作时暂停Z80 CPU，从而给予Atmega32A足够的时间与Z80总线交互。 ### 开发环境和引导加载程序 Z80-MBC可以通过iLoad引导模式和单个命令（如Arduino IDE中的命令）进行操作，实现交叉编译和目标程序的加载与执行。Z80-MBC的设计允许使用Arduino IDE进行开发，并通过板管理器实现功能扩展。 - **Arduino IDE的使用**：Z80-MBC支持在Arduino IDE中进行开发。用户需要将特定的引导加载程序烧录到Atmega32A中，然后即可使用Arduino IDE的板管理器来构建程序。 - **引导加载程序的烧录**：用户首先需要刷新Arduino引导程序，然后使用Arduino IDE进行程序的开发。在烧录引导程序时，必须选择Arduino IDE的“内部8MHZ振荡器”引导程序变体。 ### 硬件设计特点 - **时钟与振荡器**：系统使用Atmega32A的内部8MHz振荡器，并由此衍生出Z80 CPU的4MHz时钟信号。因此，在加载引导程序时，需选择适合内部振荡器的版本。 - **I/O操作**：74HC00芯片用作RS触发器，控制Z80 CPU在I/O操作期间的暂停，确保Atmega32A可以在必要时访问Z80总线。 - **RAM选择理由**：由于成本考虑，设计者选择了128kB的RAM芯片，虽然只使用了一半的存储空间，但方便未来扩展。 ### 系统兼容性与开发 - **Z80 CPU的CMOS版本**：只有CMOS版本的Z80 CPU具备与Atmega32A和74HC00兼容的逻辑电平，这是设计中的重要考量因素。 - **工具链**：系统集成了汇编器和C语言工具链，这意味着开发者可以使用熟悉的编程语言进行嵌入式开发，并且可以轻松地将程序下载到系统中执行。 ### 扩展性 - **“Arduino核心”**：Atmega32A作为系统中的“Arduino核心”，通过提供通用的I/O操作和外围设备控制，大大提高了Z80-MBC的扩展性和可用性。 ### 下载资源 - **FnmwLwVSMC7XRSoOWE8VPfmy3nRq.png**：可能是一张展示Z80-MBC电路板或其某个部分的图片。 - **软件说明.txt**：包含对Z80-MBC软件和操作系统的说明。 - **Z80-MBC-master.zip**：包含Z80-MBC项目的所有相关源代码和文件。 - **W156793ASI2_Z80-4chip-v2.1-gerbers.zip**：包含制造PCB所需的gerber文件，这些文件是标准的PCB生产文件格式，包含了制作电路板所需的所有层和细节。 Z80-MBC项目利用了现代工具和平台（如Arduino IDE）来简化Z80计算机的开发和使用，同时也保持了对经典计算机系统的兼容和怀念。通过此项目，开发人员可以体验到复古计算与现代技术的结合，同时学习到计算机架构、微处理器编程和电路设计等多方面的知识。