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ＣＮＣルータでの両面基板制作　HeightMap　[CNC]

　「レトロマイコンZ80ボードの構想（その18）BDS-C」の記事に貼った写真のように３チップ構成のＣＰ／Ｍボードの両面基板の作成が難航しています・・^^;

　10cm程度の大きさの基板では基板の歪み？等からZ軸を一定にすることが難しくなってきてミリング不足で銅層を切断できない部分が発生してしまいます。

　使用しているgrblControl Ver0.8にはHeightMapを自動生成する機能があり、「マーティーの工房日誌」等を参考にさせて頂きHeightMap機能を使ってみました。

　コントロール基板のA5端子がエンドミルと基板の導通状態の入力になり、エンドミル部分とモーターのケースが導通状態だったので、モーターケースにピンヘッダを半田付けし、コントロール基板のGNDを接続しています。ネット情報ではモーターシャフトに接続している例が殆どですが、モーターケースに取付けることで取り外し忘れによるシャフトへのコードの絡まり事故の危険がなくなります。

　また、モータ側をA5にしている例が殆どですがモーターからのノイズを考慮してGND側を接続しました。

ハイトマップ用ピン

　A5端子からケーブルを伸ばしてミノムシグリップで基板に接続した状態でプローブしてMAPを自動生成しました。
　基板の浮きによる測定誤差が出ないように基板は捨て板（MDF)に両面テープで張り付けました。
　（両面テープはScoch製の「はがせる両面テープ」（厚さ0.15mm）を使っていて剥がし易いように基板側の接着面を手で何回かタッチして粘着力を低下させてから貼り付けましたが結局剥がすのが大変でした・・これは今後の課題です）

自動生成されたハイトマップ

　赤い部分が上に上がっている（Z軸の数値が大きい）部分です。
　Ｚ軸のゼロ調整の同じ原理で自動でできるのですが、従来の手作業でやっていた時より結構上側で調整されました。
　手で調整する時はエンドミルを少し基板に押し付ける感じでやっていてパターン切削時のＺ軸は-0.04～-0.06mm程度の設定にしていましたが、今回はＺ軸-0.06mmではミリングが不十分で結局-0.12mmの位置をゼロに設定し直しました。

　しかし、ミリング結果は（写真を撮ってない^^;）は上図の赤色部分（特に奥の方）が切削不足という結果でした orz
　原因はマイクロレベルで右側が浮いていた？（であれば捨て板への基板の取付方法が問題ということになる）

　結局、HeightMapを未使用状態にして、切削不足の部分を再度切削し直しました。
　（NCVCでNCファイルを再生させて必要な部分を特定してからテキストエディタでNCファイルを編集して必要な部分のみ残す・・という作業をしています＾＾；）

　トップ面は明日やってみます・・・

ボトム面切削結果

★2018/04/29　追記

　トップ面のミリングをやってみました。
　CNCでアウトラインの切出しも行ったのでボトム面も含め写真を貼っておきます。

ボトム面

トップ面

　ボトム面とトップ面の位置合せは四隅に開けた穴で行っていてソルダーレジスト塗布時にPCBに穴があると穴にソルダーレジストが詰まるので次の順番での作業を予定しています。

ボトム面の切削
四隅の穴開け
トップ面の切削
基板切り出し
ソルダーレジスト塗布
残りの穴開け

　トップ面の切削開始時に最初に左下のホールのアイソレーション用の円形を切削するのですが、ホールの位置にたいしてズレていることが判りました。
　そこで原点のY軸側を+0.8mmして穴が中心になるように調整しました（それまで原点はいじっていないのに何故ずれた？？）

　トップ面の切削結果を見ると右側の二つのホールをアイソレーションする円形の切削がY軸に+0.8mm程度ズレてしまっていますねぇorz

　最初は切削の深さが足りなかったので調整したのですが、Y軸調整する前の切削痕が残っていました。（マイクロスコープは上下左右が逆転します）

ボトムとトップのY軸ズレ（トップ面左下ホール部）

　現象としてはX軸が約100mm進むとY軸が0.8mm増加するということになります。
　これはCNCのX軸とY軸が正確に直行していないということだと思います。この調整は結構大変そう・・・

　久々にマイクロスコープを使ったのでボトム面のViaとトップ面のTQFPのピンを貼っておきます。

　ボトム面は今回ほぼ想定通りの切削が出来ました。

ボトム面のVia

　トップ面は直線部分が少しヨレヨレになっているところもあり、想定より悪い状態です。
　特にTQFP周りは配線がかなり細くなったり、TQFPのピン間に余分な細い銅層が残ったりしていて想定より悪い出来でした。
　ボトム面の切削時は両面テープで基板を固定していたのですが剥がすのが結構大変だったのでトップ面では基板の淵をマスキングテープで固定して切削しました。
　流石にマスキングテープでは固定力が弱かったことが出来の悪さの一つの原因ではないかと思います。

トップ面のTQFPのピン

★2018/04/30　追記
　切削した基板を眺めてみると腑に落ちない点が出来てきました。

　DesignSparkMechanicalを使って再現シミュレーションをしてみました。
　始めに歪みがある状態でボトム面を再現

ボトム面再現

　次の手順（1項は上記の操作）で検証してみました。

（ｘ、ｙ）＝（100,70）の四角形の右端の辺を0.5mm上（Y軸）にずらした平行四辺形を作成
厚さ1mm(Z軸)の３Dオブジェクト化（紫色）
Z軸方向に2mm移動して複写（ピンク色）
複写したものをY軸で180度回転
左下のホールがズレるので複写したものを-0.5mmY軸方向に移動

　再現結果が下図です。

トップ面(ピンク)再現

　

　確かに今回起きた現象が再現されます。

　ここで不思議なのが基板切り出しはトップ面で行っているのでボトム面の基板の淵の四角形が切出した基板に対して傾いているはずなのですが上のボトム面の写真を見ると基板の切出しと基板の淵の四角形の関係は傾いておらず、Y軸のみ0.8mmズレているように見えます・・・・何故？？

　ボトム面の切削時に四隅に開けた位置決め用のホール（捨て板にも開いている）にトップ面を上にしてピンを立ててみました。
　ピンが多少傾きますがきちんと立ちます（なので平行四辺形ではないということ）。

　じゃ～ズレの原因はY軸の脱調？？

トップ面での位置決めピン

　

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タグ：CNC 両面基板 CP/M CNCミニルーター CNC1610 grblControl

2018-04-28 22:48 nice!(1) コメント(1)
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ヒートガン購入　 [購入]

　今まで使っていたホットガンはamazonで購入した1800Wのもので温度調整が出来ませんでした。
　ebayで温度調整機能付きで風量調整もできるものを見つけたので購入してみました。

　送風の温度を1℃単位で設定できるし送風量も調節できます。音も割合静かです。消費電力は650Wで先端に付けるアタッチメントが３種類と簡易スタンドが付属しています。
　お値段は約4400円程で従来の物の２倍くらいです。

　今まで使っていたものは今後収縮チューブ等の加工に使いますが、表面実装部品の作業は今回購入したヒートガン（従来の物はホットガンですが今回購入したものはHeatGunですｗ）がメインになる予定です。

　温度調整機能がない従来のものはかなり高温の熱風が出ていたようで、基板を熱しすぎるとワザワザ手作業で塗布したソルダーレジストが変質することがありました。

　今回購入したものは温度設定ができるのでebayで購入したソルダーペースト（ケースに低溶点と書いてある）で試したところ２２０°付近で溶けだしたので２３０°の設定で使えば良さそうです。この温度ではソルダーレジストは変質しないことも確かめました。

★追記　2018/04/26　 {
　使用したソルダーペーストのケースには sn45pb35bi20と成分比が書いてありました（Sn:錫、Pb:鉛、Biは・・ビスマス）。融点は２２０℃より低いものと思います。手持ちでもう１種類あるソルダーペーストは「Sn63/Pb37 183℃」と書かれていてネットで調べると錫と鉛の混合ではこの比率の時が融点が最も低くなるようです。
}

　ネット情報ではホットプレートやトースターなどを改造してリフローしている人が多いようですが、私は両面に部品を実装したいのでヒートガン派です（お手軽ですしね）
　※下の写真では先端が黒ずんでいるように見えますが実物はピッカピカです。

HeatGun

★追記　2020/12/23　{
　ヒートガンには専用のスタンドが付属していますが安定せず使いづらいので、本体にパチッとハマるタイプのスタンドを作ってみました。
　下記のリンクからダウンロードできます（商用利用以外であれば使用可能とします）。

HeatGunStand.zip

ヒートガンスタンド（CAD)

ヒートガンスタンド

}

タグ：STL ebay HeatGun ヒートガンホットガン購入

2018-04-23 00:18 nice!(0) コメント(0)
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レトロマイコンZ80ボードの構想（その18）BDS-C　[Z80]

　CP/Mが動いたのでBD Software社のサイトからパブリックドメインで提供されているBDS-Cで遊んでみました。
　プロトタイプ宣言が使えなかったり引数の型宣言が昔風ですが、十分遊べるレベルです。

　ソースは「PIC24FJ64GAでGAME言語（その４）」の記事に書いたpicle言語のライフゲームソースからBDS-C用にコンバージョンしたので変数名等picle風ですｗ

　コンパイル時の状況は下記のとおりで、さすがにコンパイル速度は結構早い（約3秒程度）です。

BDS-Cでライフゲームのソースをコンパイル


b>dir
B: BDSCPAT  LBR : C        CCC : C        SUB : CC       COM
B: CC2      COM : CCONFIG  COM : CHARIO   C   : CLIB     COM
B: CLINK    COM : CRCK     COM : CRCK     DOC : CRCKLST1 CRC
B: DEFF     CRL : DEFF2    CRL : EXAMPLES LBR : FILES    DOC
B: -LBR     NOT : LBREXT   COM : LDIR     COM : -READ    ME
B: SOURCES  LBR : UNCRUNCH COM : ZCASM    LBR : CCONFIG  C
B: CCONFIG  H   : STDIO    H   : CCONFIG  CRL : L2       COM
B: CHARIO   CRL : DEFF3    CRL
b>dir c:
C: HELLO    C   : HELLO    CRL : HELLO    COM : LIFE     C
C: L2       C   : L2       CRL : L2       COM : HELLO    BAK
C: FIBO     BAK : FIBO     CRL : FIBO     COM : FIBO     C
C: LIFE     CRL : LIFE     COM : TBCPM    COM : Z        TXT
C: LIFE     SYM
b>cc c:life
BD Software C Compiler v1.60  (part I)
  37K elbowroom
BD Software C Compiler v1.60 (part II)
  34K to spare
b>clink c:life
BD Software C Linker   v1.60

Last code address: 131E
Externals start at 131F, occupy 0C88 bytes, last byte at 1FA6
Top of memory: EC05
Stack space: CC5F
Writing output...
  46K link space remaining
b>c:life

　実行中の様子が下のキャプチャです。同じパターンの繰り返しになると自動的に乱数でパターン生成するようにしています。

LifeGame with BDS-C on CP/M80

　ソースは次のとおりです。上記のようにpicleソースからコンバージョンしたので変数などがpicle風のままです ^^;

ライフゲーム（BDS-C on CP/M)


/*
 * Life Game written with BDS-C for CP/M80
 * by skyriver 2018/04/15
 */

#define X_SIZE  50
#define Y_SIZE  16
#define AR_SIZE ( X_SIZE * Y_SIZE )

int _Cnt[AR_SIZE];
int _Life[AR_SIZE];
int X,Y;
int Gen,MaxGen;


Clear() {
    int i;
    Gen = 0;
    for ( i = X_SIZE*Y_SIZE-1; i >= 0; i-- ) {
        _Cnt[i] = 0;
        _Life[i] = 0;
    }
    for ( i = X_SIZE*Y_SIZE/16; i > 0; i-- ) {
        X = rand() % (X_SIZE/2) + X_SIZE/4;
        Y = rand() % (Y_SIZE/2) + Y_SIZE/4;
        _Life[Y*X_SIZE+X] = 1;
    }
    putchar(0x1B);  /* clear console */
    printf("[2J");
}


Init() {
    Clear();
    srand( 123 );
}


Inc() {
    int xx,yy,tx,ty;

    for( yy = Y - 1; yy <= Y+1; yy++ ) {
        ty = yy;
        if( ty < 0 ) {
            ty += Y_SIZE;
        }
        else if( ty >= Y_SIZE ) {
            ty -= Y_SIZE;
        }
        for( xx = X - 1; xx <= X+1; xx += 1 + (yy == Y) ) {
            tx = xx;
            if( tx < 0 ) {
                tx += X_SIZE;
            }
            else if( tx >= X_SIZE ) {
                tx -= X_SIZE;
            }
            _Cnt[ty*X_SIZE + tx]++;
        }
    }
}


main() {
    int mark,count,pos;
    int flg,flgb,scnt;
    Init();
    scnt = 0;
    do {
        Gen = Gen+1;
        if ( Gen > MaxGen ) {
            MaxGen = Gen;
        }
        putchar(0x1B);  /* move cursor to home */
        printf("[0;0H");
        printf("%5d", Gen);
        printf(" generation  (Max:%5d)\n", MaxGen);
        flg = 0;
        for ( Y=0; Y<Y_SIZE; Y++ ) {
            for ( X=0; X<X_SIZE; X++ ) {
                if (_Life[Y*X_SIZE+X] == 0 ) {
                    mark = '.';
                } else {
                    mark = 'O';
                    Inc();
                    flg++;
                }
                putchar(mark);
            }
            putchar('\n');
        }
        for ( pos=Y_SIZE*X_SIZE-1; pos>=0; pos-- ) {
            count = _Cnt[pos];
            _Cnt[pos] = 0;
            if (count == 3) {
                _Life[pos]=1;
            } else {
                if (count != 2) {
                    _Life[pos]=0;
                }
            }
        }
        if ( (scnt>5) || (flg == 0) ) {
            Clear();
            scnt = 0;
            flg = -1;
        } else {
            if (flg == flgb ) {
                scnt++;
            } else {
                flgb = flg;
                scnt = 0;
            }
        }
    } while (1);
}

　話は変わりますが、CNCでのPCB化に苦戦しています。
　10cm程度の大きさになると基板面の平面に歪みが出て、部分的にミリング不足で銅層が繋がってしまう現象が発生してしまいます。
　使用している grblControl にはHeightMapを自動的に測定する機能もあるのでこれを利用できるようにしないとある程度のサイズの基板の作成作業が安定しない・・

　現状のミリング結果を貼っておきます。基板切り出し前のもので手で大きめにカットした状態のものです。

　トップ面では左上と右端が切削しきれていません・・orz

トップパターン

　ボトム面は左端が若干、銅層が切断できていない状態です。

ボトムパターン

★2018/04/21　追記
　このサイトにBDS Cについて色々な情報が書いてあり、HTML5で動くMSXエミュレータのWebMSXが紹介されていました。
　上記のLifeGameをMSX用の画面制御に変更してブラウザ表示で動かしてみましたのでキャプチャを貼っておきます。

LifeGame On MSX Webemulator

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タグ：CP/M PIC24FJ PIC24FJ64GA004 Z80 BDS-C CNC PCB ライフゲーム LifeGame

2018-04-15 23:25 nice!(0) コメント(3)
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レトロマイコンZ80ボードの構想（その17）HALT以外の方法　 [Z80]

　「レトロマイコンZ80ボードの構想（その12）CP/M80 BIOS検討4」の記事に書いたようにPICとZ80のインターフェースとしてHALTを使用しています。
　HALT脱出のためにRESETを使っていますがこの場合、割込み用ＦＦと割り込みモードがクリアされるのでZ80側で割込み処理を使いたい場合には今回のHALT+RESET方式は使えません。

　簡単な回路でZ80側で割込みも使用できる方法を思いついたので実験してみました。

　PICとZ80のインターフェースにIORQ/とWAIT/を使う方法です。まずはZ80のIO Input/Outputサイクルのタイミングが下図です。

Z80 Input or Output Cycles

　TWの立下りでWAIT/がサンプリングされます。
　そこで、IORQ/を抵抗を介してWAIT/に接続し、PIC側ではWAIT/の状態を監視します（下図の接続、RA1は１例であり他のポートでも可）。
　PIC側はWAIT/がlowになったら、BUSREQ/をアクティブにしてからWAIT/を監視していたポートを出力に切替でhighを出力しZ80のWAIT状態を解除します。
　Z80側はWAIT/が解除されるのでT3サイクルの立上りでBUSREQ/を検出してBUSACK/をアクティブにしてバスを開放します。

　Z80側は単純にI/O命令（InputでもOutputでも可、Outputの場合はデータバスにPIC側に渡したい情報を載せることも可能）を実行するだけです。
　処理手順は次のようになります（下記のサンプルソースでは「PIC_SRV」部分）

ワークエリアにサービスIDとサービス処理に必要なパラメータを設定
I/O命令を実行
PICがワークエリアに設定した処理結果を参照

　PIC側の処理手順は次のようになります（下記のサンプルソースでは「 PicSrv()」部分）

WAIT/がアクティブになるまで待つ（入力ポートでWAIT/信号を監視）
BUSREQ/をアクティブにする
上記のWAIT/監視ポートを出力に切替えhighを出力後、ポートを入力状態に戻す
サービスIDとパラメータに従い処理し、結果をワークエリアに保存する
BUSREQ/をインアクティブにする

　「レトロマイコンZ80ボードの構想（その12）CP/M80 BIOS検討4」の記事に書いたHALT+RESETを使った場合に比べてZ80/PIC双方の処理が簡単になります。（但し、WAIT/制御用のポートが余分に必要になるので今回はHALT/RESET方式を採用しています）

　上記の記事と同様にCP/MのBIOSでのコンソール入出力関連の機能で実験してみました。
　Z80のキーセンス処理のループ部分を抜き取ったロジアナ画面も貼っておきます。

Z80からPICへのサービス要求処理時の信号サンプル（WAIT方式）

　Z80側の実験用ソースは次のとおりです。
　「Start」と表示後、キー入力状態をチェックし、キー入力があった場合には入力データを読込み16進で表示します。

PIC－Z80間I/FにWAITを使用した実験（Z80：アセンブラ）


                        ; PicSrvWa.mac : PIC service call test using IOREQ and WAIT for CP/M BIOS
                        ;  Ver 0.01 2018/04/7 by skyriver
                        
  000D                  CR	EQU	13
  000A                  LF	EQU	10
                        
  FF00                  PICSRV	EQU	0FF00H		; DMA for PIC
  FFF0                  PICWRK	EQU	0FFF0H		; PIC service work area
                        
  0080                  SECSIZE	EQU	128		; sector size
                        
  0000                  FC_EXIT    	EQU	0	; EXIT CP/M
  0001                  FC_CONST	EQU	1	; CONST
  0002                  FC_CONIN	EQU	2	; CONIN
  0003                  FC_CONOUT	EQU	3	; CONOUT
  0004                  FC_READ		EQU	4	; READ SD Card
  0005                  FC_WRITE	EQU	5	; WRITE SD Card
  0006                  FC_PIC		EQU	6	; PIC control
                        
                        ;	++++ work area for PIC Interface
  FFF0                  FuncNo	equ	PICWRK		; ds 1 : function No
  FFF1                  RetVal	equ	PICWRK + 1	; ds 1 : return value
  FFF2                  FCData	equ	PICWRK + 2	; ds 1 : conout data
  FFF3                  SelDk	equ	PICWRK + 3	; ds 1
  FFF4                  Track	equ	PICWRK + 4	; ds 2
  FFF6                  DmaAdr	equ	PICWRK + 6	; ds 2
  FFF8                  Sector	equ	PICWRK + 8	; ds 1
                        
                        
  0000'                 	ASEG
                        
                        	ORG	0100H
                        	.PHASE	PICSRV
                        
                        	.Z80
                        
                        
  FF00    31 0100       TEST:	LD	SP,0100h
  FF03    21 FF27       	LD	HL,MSG
  FF06    CD FF1D       	CALL	PRNMSG
  FF09    CD FF50       LOOP:	CALL	CONST
  FF0C    B7            	OR	A
  FF0D    28 FA         	JR	Z,LOOP
                        
  FF0F    21 FF31       	LD	HL,MSGP
  FF12    CD FF1D       	CALL	PRNMSG
  FF15    CD FF54       	CALL	CONIN
  FF18    CD FF3A       	CALL	PRNHEX
  FF1B    18 EC         	JR	LOOP
                        
  FF1D    7E            PRNMSG:	LD	A,(HL)
  FF1E    B7            	OR	A
  FF1F    C8            	RET	Z
  FF20    4F            	LD	C,A
  FF21    CD FF58       	CALL	CONOUT
  FF24    23            	INC	HL
  FF25    18 F6         	JR	PRNMSG
                        
  FF27    0D 0A 53 74   MSG:	DB	CR,LF,'Start',CR,LF,0
  FF2B    61 72 74 0D   
  FF2F    0A 00         
  FF31    20 50 75 73   MSGP:	DB	' Pushed:',0
  FF35    68 65 64 3A   
  FF39    00            
                        
                        
  FF3A                  PRNHEX:
  FF3A    47            	LD	B,A
  FF3B    1F            	RRA
  FF3C    1F            	RRA
  FF3D    1F            	RRA
  FF3E    1F            	RRA
  FF3F    CD FF43       	CALL	PRNHNIB
  FF42    78            	LD	A,B
                        
  FF43                  PRNHNIB:
  FF43    E6 0F         	AND	00FH
  FF45    C6 30         	ADD	A,'0'
  FF47    FE 3A         	CP	'9'+1
  FF49    38 02         	JR	C,PRNHNIB2
  FF4B    C6 07         	ADD	A,'A' - '0' - 10
  FF4D                  PRNHNIB2:
  FF4D    4F            	LD	C,A
  FF4E    18 08         	JR	CONOUT
                        
                        ;
                        ; check console key data
                        ;  A -> 0ffh:data exist  00h:none
                        
  FF50                  CONST:
  FF50    3E 01         	LD	A,FC_CONST
  FF52    18 0C         	JR	PIC_SRV
                        
                        ;
                        ; input console
                        ;  A -> key data
                        
  FF54                  CONIN:
  FF54    3E 02         	LD	A,FC_CONIN
  FF56    18 08         	JR	PIC_SRV
                        
                        ;
                        ; out console
                        ;  C <- data
                        
  FF58                  CONOUT:
  FF58    79            	LD	A,C
  FF59    32 FFF2       	LD	(FCData),A
  FF5C    3E 03         	LD	A,FC_CONOUT
  FF5E    18 00         	JR	PIC_SRV
                        ;
                        ; PIC Service Function
                        ;  A <- service no
                        ;  A -> return value
                        
  FF60                  PIC_SRV:
  FF60    32 FFF0       	LD	(FuncNo),A
  FF63    D3 55         	OUT	(55H),A		; wait with IORQ and release by PIC
  FF65    3A FFF1       	LD	A,(RetVal)
  FF68    C9            	RET
                        
                        
                        	END

　PIC側では上記のZ80のアセンブル結果のバイナリファイルを MemWr() での書込み処理に変換するツールを作り、picleソース内に取り込んでいます。
　PIC側でのリスト表示と実行結果を下記に示します。
　末尾にある「pushed」の部分は '1'、'2'、'3'のキー入力をした結果です。

PIC－Z80間I/FにWAITを使用した実験（PIC側：picle言語）


:l

   1:# Test IORQ & WAIT I/F to Z80 by skyriver 2018/04/07
   2:
   3:use LibCpm;
   4:
   5:var ProgStart,ProgWrk,_WrkVal;
   6:
   7:
   8:proc InitProg() {
   9:   ProgStart = $ff00;      # Prog start addr
  10:   ProgWrk = $fff0;        # Prog work addr
  11:   _WrkVal = Alloc( 5 );
  12:
  13:   PmpOn();
  14:
  15:   PmpSetAdr( 0 );
  16:   MemWr( $c3 );
  17:   MemWr( $00 );
  18:   MemWr( $ff );
  19:
  20:   PmpSetAdr( ProgStart );
  21:
  22:   MemWr( $31 ); MemWr( $00 ); MemWr( $01 ); MemWr( $21 ); MemWr( $27 );
  23:   MemWr( $ff ); MemWr( $cd ); MemWr( $1d ); MemWr( $ff ); MemWr( $cd );
  24:   MemWr( $50 ); MemWr( $ff ); MemWr( $b7 ); MemWr( $28 ); MemWr( $fa );
  25:   MemWr( $21 ); MemWr( $31 ); MemWr( $ff ); MemWr( $cd ); MemWr( $1d );
  26:   MemWr( $ff ); MemWr( $cd ); MemWr( $54 ); MemWr( $ff ); MemWr( $cd );
  27:   MemWr( $3a ); MemWr( $ff ); MemWr( $18 ); MemWr( $ec ); MemWr( $7e );
  28:   MemWr( $b7 ); MemWr( $c8 ); MemWr( $4f ); MemWr( $cd ); MemWr( $58 );
  29:   MemWr( $ff ); MemWr( $23 ); MemWr( $18 ); MemWr( $f6 ); MemWr( $0d );
  30:   MemWr( $0a ); MemWr( $53 ); MemWr( $74 ); MemWr( $61 ); MemWr( $72 );
  31:   MemWr( $74 ); MemWr( $0d ); MemWr( $0a ); MemWr( $00 ); MemWr( $20 );
  32:   MemWr( $50 ); MemWr( $75 ); MemWr( $73 ); MemWr( $68 ); MemWr( $65 );
  33:   MemWr( $64 ); MemWr( $3a ); MemWr( $00 ); MemWr( $47 ); MemWr( $1f );
  34:   MemWr( $1f ); MemWr( $1f ); MemWr( $1f ); MemWr( $cd ); MemWr( $43 );
  35:   MemWr( $ff ); MemWr( $78 ); MemWr( $e6 ); MemWr( $0f ); MemWr( $c6 );
  36:   MemWr( $30 ); MemWr( $fe ); MemWr( $3a ); MemWr( $38 ); MemWr( $02 );
  37:   MemWr( $c6 ); MemWr( $07 ); MemWr( $4f ); MemWr( $18 ); MemWr( $08 );
  38:   MemWr( $3e ); MemWr( $01 ); MemWr( $18 ); MemWr( $0c ); MemWr( $3e );
  39:   MemWr( $02 ); MemWr( $18 ); MemWr( $08 ); MemWr( $79 ); MemWr( $32 );
  40:   MemWr( $f2 ); MemWr( $ff ); MemWr( $3e ); MemWr( $03 ); MemWr( $18 );
  41:   MemWr( $00 ); MemWr( $32 ); MemWr( $f0 ); MemWr( $ff ); MemWr( $d3 );
  42:   MemWr( $55 ); MemWr( $3a ); MemWr( $f1 ); MemWr( $ff ); MemWr( $c9 );
  43:
  44:}
  45:
  46:
  47:proc PicSrv() {
  48:   var i,fno,rval;
  49:
  50:   while (1) {
  51:           while ( LATA[-1] & 2 ) {}       # wait IORQ
  52:           PmpOn();                        # BUSREQ
  53:           LATA[-2] = LATA[-2] & $fffd;    # set port output to set wait to high
  54:           LATA[-2] = LATA[-2] | 2;	# set port input
  55:
  56:           PmpSetAdr( ProgWrk );
  57:
  58:           fno = MemRd();                  # dummy
  59:           for ( i=0; i<9; i=i+1 ) {
  60:                   _WrkVal[i] = MemRd();
  61:           }
  62:           fno = _WrkVal[0];               # function No
  63:           if ( fno = 1 ) {                # CONST
  64:                   if ( InpChk_() ) {
  65:                           rval = $ff;
  66:                   } else {
  67:                           rval = 0;
  68:                   }
  69:           }
  70:           else if ( fno = 2 ) {           # CONIN
  71:                   rval = InpChar_();
  72:           }
  73:           else if ( fno = 3 ) {           # CONOUT
  74:                   PrnChar_( _WrkVal[2] );
  75:                   rval = 0;
  76:           } else {
  77:                   PrnStr_( "\nFunc err" );
  78:           }
  79:           PmpSetAdr( ProgWrk + 1 );
  80:           MemWr( rval );
  81:           PmpOff();
  82:           BusRelease();
  83:   }
  84:}
  85:
  86:
  87:proc main() {
  88:   init();
  89:   initPmp();
  90:   InitProg();
  91:
  92:   LATA[0] = LATA[0] | 2;  # set WAIT release
  93:
  94:   dump( 0 );
  95:   dump( ProgStart );      # dump & PmpOff
  96:   LATC[0] = $0000;        # reset on
  97:   BusRelease();
  98:   LATC[0] = $0001;        # reset off
  99:
 100:   PicSrv();
 101:}
:run

0000 : C3 00 FF 00 00 C3 06 EC FE 43 FE 43 FE 43 FE 43
0010 : FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43
0020 : FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43
0030 : FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43
0040 : FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43
0050 : FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 FE 43 00 20 20 20
0060 : 20 20 20 20 20 20 20 20 00 00 00 01 00 20 20 20
0070 : 20 20 20 20 20 20 20 20 00 00 00 00 00 FB EE FA
FF00 : 31 00 01 21 27 FF CD 1D FF CD 50 FF B7 28 FA 21
FF10 : 31 FF CD 1D FF CD 54 FF CD 3A FF 18 EC 7E B7 C8
FF20 : 4F CD 58 FF 23 18 F6 0D 0A 53 74 61 72 74 0D 0A
FF30 : 00 20 50 75 73 68 65 64 3A 00 47 1F 1F 1F 1F CD
FF40 : 43 FF 78 E6 0F C6 30 FE 3A 38 02 C6 07 4F 18 08
FF50 : 3E 01 18 0C 3E 02 18 08 79 32 F2 FF 3E 03 18 00
FF60 : 32 F0 FF D3 55 3A F1 FF C9 E5 E5 E5 E5 E5 E5 E5
FF70 : 00 00 0A 00 54 00 80 00 00 E5 E5 E5 E5 E5 E5 E5
Start
 Pushed:31 Pushed:32 Pushed:33

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タグ：PIC24FJ PIC24FJ64GA004 ロジアナ CP/M BIOS

2018-04-08 01:16 nice!(0) コメント(3)
共通テーマ：趣味・カルチャー

レトロマイコンZ80ボードの構想（その16）回路図とPCB化　 [Z80]

　前回の記事でWordStarも動いたことを追記しましたが、CP/Mは動いているようなので回路図を整理し、パターン設計してみました。

　回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
　尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。

実装IC
　当初の目標どおり、３チップ構成でTTL等は使用していません。
- Z84C0020PEC(Z80 20MHz:40-Pin DIP)　16MHzで動作
- HM628128ALP-7(128Kbytes SRAM アクセスタイム 70ns:32-Pin DIP)
- PIC24FJ64GA004(44-Pin TQFP)　32MHzで動作
外部メモリのアクセス範囲
　PICから64KB全空間をアクセスできた方がいいですが、CP/Mを立ち上げるための必須条件はメモリ領域の最初と最後の領域だけアクセスできればいいのでPICからのメモリアクセス範囲は
- 0000h - 07FFh
- F800h - FFFFh
の範囲にしています。
Z80-PIC 間インターフェース
　HALTを使用していますが、I/O数削減のため、HALT脱出のためにNMI(INT)ではなくRESETを使っています。詳細はここを参照してください。
Z80のクロック
　PICに内蔵している発信器のクロックをZ80へ供給している（Z80は16MHzで動作）ので外付けのクリスタルも不要です。
スイッチ入力用ポートでLED制御用のポートを兼用しています。

Pic24CPMの回路図 Ver0.01

　次にパターン図ですが、TQFT変換基板の作成記事の時のようにCNCでプリント基板を作る予定なので、私のCNC環境で制作できそうな範囲内で小型化してみました（基板サイズは100mm x 70mm）。

　回路的にはシンプルなので割合簡単にできると思っていたら結構、時間が掛かりました。
　SDカードのフットプリントはDesignSparkさんのサイトで探しましたが、手持ちのSDカードホルダと同じものが無かったので自作しています。

　最初は別のＩＣの配置でパターン設計を進めていましたが、PIC24FJの部分で行き詰りそうだったので途中でICの配置を変更しています（最初の配置パターンはtwitterを参照してくださいw）。
　斜めのコネクトラインが何本か残っていますが、これらはグランドの接続で、グランドをベタパターン化することで接続されるので問題ありません。

★2018/04/02　追記 {
　CNCで制作するために考慮した点は次のとおりです。

ピンヘッダ
　ピンヘッダ部分はスルホール処理をしないのでボトム面で結線する（ICソケットは丸ピンタイプのものを使用してトップとボトムの両面を半田付けするので対象外）
PowerトラックのVia
　Viaはスズメッキ線を通して処理（曲げ固定Via処理法）するのでVia部の抵抗は小さいため、Powerトラック用Viaも通常のサイズのものを使用している。
Via
　Via処理も手作業になるのでなるべくビア数は少なくした（つもり）。
TQFP取付部
　Via処理後はViaが基板面から出っ張るのでTQFPの半田付け作業の邪魔にならないようにTQFPの直下にはViaを打たない。

}

パターン図（GNDベタ化前）

　グランドをベタパターン化後のトップ面とボトム面のパターンが下の２つの図です。
　基本としてはトップ面を横方向、ボトム面を縦方向の接続パターンにしていますが、PIC周りでは臨機応変に接続しています。

トップ面のパターン（GNDベタ化後）

ボトム面のパターン（GNDベタ化後）

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　前回の記事でWordStarも動いたことを追記しましたが、CP/Mは動いているようなので回路図を整理し、パターン設計してみました。

　回路図は下記のとおりで、PIC24FJ64GA004の少ないI/Oで対応していて主な特徴は次のとおりです。
　尚、CADソフトはDesignSparkPCBを使っています。

実装IC
　当初の目標どおり、３チップ構成でTTL等は使用していません。
- Z84C0020PEC(Z80 20MHz:40-Pin DIP)　16MHzで動作
- HM628128ALP-7(128Kbytes SRAM アクセスタイム 70ns:32-Pin DIP)
- PIC24FJ64GA004(44-Pin TQFP)　32MHzで動作
外部メモリのアクセス範囲
　PICから64KB全空間をアクセスできた方がいいですが、CP/Mを立ち上げるための必須条件はメモリ領域の最初と最後の領域だけアクセスできればいいのでPICからのメモリアクセス範囲は
- 0000h - 07FFh
- F800h - FFFFh
の範囲にしています。
Z80-PIC 間インターフェース
　HALTを使用していますが、I/O数削減のため、HALT脱出のためにNMI(INT)ではなくRESETを使っています。詳細はここを参照してください。
Z80のクロック
　PICに内蔵している発信器のクロックをZ80へ供給している（Z80は16MHzで動作）ので外付けのクリスタルも不要です。
スイッチ入力用ポートでLED制御用のポートを兼用しています。

Pic24CPMの回路図 Ver0.01

ピンヘッダ
　ピンヘッダ部分はスルホール処理をしないのでボトム面で結線する（ICソケットは丸ピンタイプのものを使用してトップとボトムの両面を半田付けするので対象外）
PowerトラックのVia
　Viaはスズメッキ線を通して処理（曲げ固定Via処理法）するのでVia部の抵抗は小さいため、Powerトラック用Viaも通常のサイズのものを使用している。
Via
　Via処理も手作業になるのでなるべくビア数は少なくした（つもり）。
TQFP取付部
　Via処理後はViaが基板面から出っ張るのでTQFPの半田付け作業の邪魔にならないようにTQFPの直下にはViaを打たない。

}

パターン図（GNDベタ化前）

トップ面のパターン（GNDベタ化後）

ボトム面のパターン（GNDベタ化後）

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タグ：プリントパターン回路図 CP/M PIC24FJ64GA004 DesignSparkPCB HM628128 Z84C0020PEC PIC24FJ

2018-04-01 17:43 nice!(0) コメント(0)
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　⇒ 　コメントありがとうございます..
　⇒ GAME言語、懐かしいです。大..
　⇒ 　コメントありがとうございます..
　⇒ 懐かしいGAME言語ですね． ..
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