IBM PC/XT procesorová karta do ISA sběrnice

…aneb, postavte si XTéčko.

Něco na úvod z historie:

Koncem 80. let minulého století jsem se jako druhou platformu po ATARI 800XL začal zajímat o počítače kompatibilní s IBM PC. V té době jsem za pomocí kamaráda začal stavět počítač SAPI-86, takové československé XTéčko a to jsem ještě o této platformě počítačů moc nevěděl. Literatura a informace se sháněli dost těžko. Nicméně jsem počítač zdárně dokončil a začal pronikat do tajů MS-DOS, dBase III atd. Vše se dvěmi 5¼ palcovými disketovými mechanikami o kapacitě 360kB a černobílou televizí, připojenou jako monitor na CGA výstup.

Současnost:

Právě proto mě úplně nadchnula konstrukce Micro 8088 (autor Sergey Kiselev). Podobných konstrukcí je na netu vícero. Postavit si zpětně “hardwerové” XTéčko (ne žádný emulátor) mě úplně dostalo 😮 Samozřejmě i díky použité čipové sadě v PLCC 84, kdy odpadá hromada základní logických a podpůrných obvodů. Vše je popsané v článku autora.

Konstrukce:

No a aby toho nebylo málo, tak jsem si s tím pohrál dle mých představ. Nahradil jsem některé vývodové (THT) obvody a pasivní součástky technologií SMT. Možná jsem tím trochu ubral na retro stylu, ale mě se to líbí. Díky tomu jsem musel navrhnout novou desku plošných spojů. To mě také baví.

V originálním zapojení je na desce použit MCU (U15) pro připojení dostupnější PS2 klávesnice. To jsem trochu pozměnil a původní MCU jsem nahradil kolíkovým hřebínkem (P3) pro zasunutí destičky (USB to XT KB Adapter) s převodníkem na klávesnici USB. Ten v budoucnu budu realizovat s MCU STM32. Propojkami (P3.1-2 a P3.3-4) se alternativně dají signály XT klávesnice vyvést přímo na USB konektor a pomocí redukce USB DIN-5 se tak může připojit i originální XT klávesnice nebo jiný převodník pro laborování.

Vlastní výroba:

Příprava pracoviště a součástek dle BOMu. To zabere tak cca 30 minut.

20220227 073902

Osazování SMD součástkami. Čas cca 60 minut. Desku je potřeba na inkriminovaných místech potřít tavidlem. Deska má povrchovou úpravu mědi ENIG, kde je trochu horší smáčivost než u HASL. Povrchová úprava ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) byla zvolena kvůli přímému ISA konektoru.

20220227 084757

Při ručním pájení je vhodné u PLCC patic opatrně vylomit jejich dno. Je tak lepší přístup k pájecím ploškám hrotem páječky. Později se vylomená dna obrousí a přilepí zpět na desku. Při pájení pomocí pasty v reflow peci nebo horkým vzduchem se to pochopitelně dělat nemusí.

20220227 083005

Očištění od zbytků tavidla. Doba čištění tak cca 10 minut. Na konci vysušit teplým vzduchem, třeba fénem na vlasy. Před tím ten isopropanol raději uklidit 🙂

20220227 084944

20220227 085032

Osazování vývodovými (THT) součástkami. Čas cca 60 minut.

20220227 101534

Přilepení odlomeného dna PLCC patic na desku. Realizoval jsem to oboustraně lepící páskou.

20220227 103701

20220227 103950

20220227 103958

Osazení propojky pro zapojení interního akustického měniče na liště P2, jak je naznačeno i na potisku. Na P2 je také možno místo propojky připojit externí měnič (reproduktor) který se připojuje na krajní kontakty 1-4.

20220227 104240

Osazení propojky JP2 (XSEL) pro volbu krystalu 28.63636 MHz. Tady se nabízí možnost neosazovat ani kolíkovou lištu a spojit JP2 přímo na DPS drátovou propojkou. Volba je už daná použitým krystalem. Pokud by byl použit krystal o kmitočtu 14.31818 MHz, tak je to přesně obráceně. JP2 nebude propojená.

20220227 104303

Naprogramování U16 – SPLD ATF16V8B. Konfigurace dekodéru adres a negace signálu pro akustický měnič.

20220227 105800

Naprogramování U4 – FLASH SST39SF010A. BIOS.

20220227 110236

 


Uvedení do provozu:

Pro jistotu jsem vyrobil výše uvedeným způsobem dvě desky, abych si vyzkoušel opakovatelnost výroby, případně kdyby se něco pokazilo.

20220227 110614

Obě dvě vyrobené desky fungují na první zapnutí. Chovají se naprosto stejně. Pro zkoušku jsem použil pasivní ISA sběrnici a VGA kartu Trident  TVGA9000i-3, která umí i 8-bit režim. Klávesnici a jiné periférie zatím nemám, takže jenom spuštění BIOSu. Pro tuto zkoušku stačí jenom jedno napájecí napětí +5V, proudový odběr to má necelých 600mA. Ostatní napájecí větve (-5V, +12V, -12V) nejsou v této sestavě zatím potřeba.

20220225 231141

Když jsem poprvé po zapnutí viděl, jak se na monitoru nejprve zobrazil BIOS Trident VGA karty a potom naběhnul BIOS desky a začal počítat kByty RAM, tak jsem najednou omládnul skoro o 35 let 🙂 To byla nejlepší odměna mé práce. Kdo tu dobu neprožil, tak to asi nepochopí.

20220226 131458


Zapnutí systému:


Klávesnice:

Konečně (1.3.2022) jsem sehnal klávesnici pro XT. Chtěl jsem z nostalgie Consul 262.9 (výrobce Zbrojovka Brno), kterou jsem dříve používal k SAPI-86. Koupil jsem jí na Aukru, úplně novou, zabalenou i s náhradním tlačítkem a HALL senzorem. Tato klávesnice je prakticky nezničitelná.

20220301 201519

Klávesnici jsem si pořídil na první pokusy a abych si ověřil osciloskopem komunikační protokol, pro pozdější stavbu převodníku z USB klávesnic, o kterém jsem se zmínil na začátku článku.

Začal jsem si tedy připravovat HW, na ladění SW pro převodník……

20220304 202911


Dokumentace projektu:

Dokumentace obsahuje elektrické schéma zapojení [pdf], výkres desky plošného spoje [pdf], osazovací plán [pdf] a seznam použitých součástek (Assembly & Purchase BOM [xls]), 3D zobrazení [pdf] a 3D model [step] osazené desky, výrobní Gerber data.

Důležité upozornění: Tyto dokumenty jsou určeny pouze pro vlastní osobní potřebu. Společnost WIDE SERVIS a provozovatel těchto stránek nenesou žádnou zodpovědnost za případné finanční ztráty, škody na majetku a zdraví vzniklé při použití těchto dokumentů.

 


Použité odkazy:

 


Galerie projektu:

 

Subscribe
Upozornit na

2 Komentáře
Inline Feedbacks
View all comments
Kamila H.
8. 6. 2023 9:31

Design je perfektní 🙂

Petr Janda
27. 2. 2022 21:43

Tak to je velká paráda 👍

Translate »
2
0
Would love your thoughts, please comment.x