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yoshikiyo Lab

自称makerのブログ。電子工作とかテスラコイルとか 「とりあえず動けばいい」そんな適当すぎるものづくりをしています。

   

Z80ワンボードマイコンを作ってみた

有名なZ80CPUを使ってワンボードマイコンを作ってしまいました。


Z80ワンボードマイコンのブロック図です。

Z80を最低限動作させるために必要な回路とROMのほかに
RAM,PIO,CTCが1枚の基板上に構成されています。

Z80ワンボードマイコンのメモリマップ


〇CPU

CPUにはZ80を採用しています。ただしオリジナルのZ80は入手できなかったのでシャープが販売していたZ80セカンドソース品の「LH0080A」を使いました。

〇ROM,RAM

Z80の64kBあるメモリ空間をすべて利用できるように設計しました。
ROMはROM1とROM2に分けています。
各16kBとしてアドレスレコーダによりチップセレクト信号を生成しています。
これはROM1にモニタソフトを入れようと考えているためです。
インターフェースボードを作成してTK80のようにボード単体でソフトウェアを作成できるようにする予定があります。

RAMはZ80のRAM領域32kBすべてを使用しています。

〇パラレルI/O

8255を使って24bit分のパラレルIOポートを設けました。
オリジナルの8255はTTL出力ですが今回はCMOS出力の「D71055C」を使っています。
CMOS出力のほうが何かと接続しやすいので.....

〇CTC
タイマーとしてZ80CTCを使いました。
8bitタイマーが三つ入ったシャープ製「LH0082A」を使っています。

Lチカ成功しました。


回路図




Lチカのソースコード
TEST0.asm

LEDをカウントアップして
一定時間経過すると今度は入力のテストに移行します。

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基板

発注していた基板が届きました。
基板は「Minimal Board Editor」というフリーのCADで設計して
PCBGOGOに発注しました。


実装と動作確認確認をしてマシンに組み込み
基板加工機で試作した基板と交換しました。
 
この基板が

 
こうなりました。


最後に現在の全体構成
 

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CPUの変更

ロボトレマシンのCPUを変更しました。


TMS320F28035とCPLDとの組み合わせによりモータドライバ
「TB6612FNG」を制御していました。

しかし、電源投入時の起動シーケンスがうまく動作せずにモーターが誤動作して
CPUがリセットしてしまうという現象が起こっていました。

動作を解析するのが面倒なのでいっそのことCPUを変更して1チップで制御してしまえ
ということでCPUを変更してみました。

TMS320F28035からTMS320F280049Cへ変更しました。
TMS320F280049CはTMS320F28035と同じTI製のC2000シリーズのマイコンです。
100pinパッケージを採用してCPLDによるIO拡張が必要ないようにしました。
また動作速度も60MHzから100MHzに上がっています。

変更前のブロック図「TMS320F28035使用」


変更後のブロック図「TMS320F280049C使用」


新しく作成した基板


旧基板
CPUとCPLDの2つのチップが乗っています。


当初発生していた電源投入時の問題も発生しなくなりました。
動作確認もひと段落したので基板発注しました。来週には届きそうです。


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テスト走行

R20と直線のコースを走らせて見た







車速の速度フィードバックしていないので一定のPWMでユーティで走行させています。
ひとまず形になったので改良を進めていきます。

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ロボトレーサー

ニューテクノロジー振興財団主催のロボトレーサー競技用のロボットの作成を始めてみました。

https://www.ntf.or.jp/mouse/m_trace.html

今はあまりいなくなったステアリング機構付の挑戦してみます。
R10コーナーに対応する必要があるのでステアリング機構+センサ(カメラ)駆動機構付です。

ブロック図


外観




  

とりあえずドローン用のコアレスモータを使ってみましたが
突入電流が大きすぎてリセットがかかります。
対策できなければモーターの変更が必要そうです.....

こんな感じのヤツです。→コアレスモータ

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