«То, что не удаётся запрограммировать на ассемблере, приходится паять» (http://bash.im/quote/398169)

Когда-то «ZX Spectrum» стал одним из моих первых персональных компьютеров. На нём я постигал азы программирования – от бейсика до ассемблера. И тут уместно будет вспомнить народную мудрость: «То, что не удаётся запрограммировать на ассемблере, приходится паять». Поэтому параллельно я подробно изучал схематехнику компьютера «ZX Spectrum». И так, постепенно, хобби переросло во вполне профессиональную деятельность в составе группы спектрумистов «FFC Computers». Я занимался тогда русификацией игр, дискетированием «ленточных» программ, ремонтом и доработкой Спектрумов (1995-1997 гг.)

За три года профессиональной деятельности в этой сфере через мои руки прошло огромное количество клонов Спектрума. Приносили в ремонт и другие компьютеры, но всё же Спектрумов было подавляющее большинство. И даже однажды мне довелось подключать отечественный контроллер дисковода к фирменному Спектруму 128k (тогда это была большая редкость).

С тех пор у меня сохранилось огромное количество документации к различным клонам Спектрума, сопутствующим устройствам, и к другой компьютерной технике распространенной в то время. Ну и кое-какое железо экзотическое сохранилось )

Начиная с этой публикации, постепенно буду делиться накопленной информацией. Думаю, многое будет полезно поклонникам Спектрума, да и не только )

«Как сделать компьютер? | Building ZX Spectrum 128k clone + Beta Disk Interface + AY-3-8910 (YM2149F)»

Как-то нашел у себя сразу несколько оригинальных плат популярнейшего клона Спектрума – «Ленинград 48k». И тогда я решил непременно собрать эту систему с полным апгрейдом до версии 128k с контроллером дисковода и, разумеется, музыкальным сопроцессором. Весь этот процесс я заснял на видео (смотрите выше) с подробными комментариями. Ниже привожу схемы, по которым работал и подробный план апгрейда.

Принципиальная схема компьютера «Ленинград 48k»

Вариант 1:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Вариант 2:

Источник: http://zxbyte.ru/

Вариант 3:

Источник: http://micronc.ru/

Монтажная схема компьютера «Ленинград 48k»

Монтажная схема:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Схема на просвет адаптированная для печати:

Источник: http://sblive.narod.ru/

Увеличение памяти компьютера «Ленинград 48k» до 128k

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для импортной памяти 41256 DRAM, регенерация в 256 циклов:

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
для отечественной памяти 565РУ7, регенерация в 512 циклов:

Схема увеличения памяти и коррекции дешифрации портов ввода-вывода
при использовании двух линеек памяти 565РУ5:

Для всех доработок используем 7 дополнительных микросхем:

eD1 - К555(1533)ТМ9 (устанавливается поверх D31)
eD2 - К555(1533)КП11 (устанавливается поверх D30)
eD3 - К555(1533)ЛЕ1 (устанавливается поверх D2)
eD4 - К555(1533)ЛА3 (устанавливается поверх D40)
eD5 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D34)
eD6 - К555(1533)ЛИ1 (устанавливается поверх D8)
eD7 - К555(1533)ЛЛ1 (устанавливается поверх D13)

План соединений при апгрейде памяти (41256 DRAM, регенерация в 256 циклов):
01. eD1-1 -> D20-26 (RESET)
02. eD1-2 -> eD2-2
03. eD1-5 -> eD2-11
04. eD1-7 -> eD2-14
05. eD1-15 -> eD3-8
06. eD1-9 -> eD3-10
07. eD1-3 -> D32-12 (D0)
08. eD1-4 -> D32-15 (D1)
09. eD1-6 -> D32-16 (D2)
10. eD1-11 -> D32-19 (D3)
11. eD1-13 -> D32-2 (D4)
12. eD1-14 -> D32-5 (D5)
13. eD1-10 -> D17-13 (2-й экран) – отрезать от земли
14. eD1-12 -> eD7-2 (Выбор ПЗУ 128k)
15. eD7-1 -> D1-10 -> eD7-10 (Выбор TR-DOS инвертированный)
16. D1-11 -> через 10к к +5B
17. D1-11 -> D29-1 (отрезать от +5B)
18. eD7-3 -> D29-27 (отрезать от +5B)
19. eD2-3 -> eD2-13
20. eD2-13 -> eD4-4 -> D10-11 (A14)
21. eD2-10 -> eD4-5 -> eD3-3 -> D10-12 (A15)
22. eD2-15 -> D33-8 (GND)
23. eD2-1 -> eD4-6
24. eD2-4 -> D16-10 (отрезать от A14)
25. eD2-9 -> D16-13 (отрезать от A15)
26. eD2-12 -> eD5-12
27. eD3-1 -> eD4-1
28. eD3-2 -> D41-9 (A1)
29. eD3-4 -> eD4-2
30. eD3-5 -> D14-12 (WR)
31. eD3-6 -> D14-13 (OUTIORQ)
32. eD3-9 -> eD4-3
33. eD5-13 -> D3-2 (H1)
34. eD5-11 -> D21-1...D28-1 (41256 DRAM)
35. eD5-10 -> D10-13
36. eD5-9 -> D9-8 (WE)
37. eD5-8 -> D21-3...D28-3 (41256 DRAM) - отрезать от D9-8

Для соединений я использовал провод МГТФ 0.12. Термостойкая оплетка сохраняет провода в целости при плотном монтаже, а небольшое сечение провода позволяет легко перекидывать соединения со стороны пайки на сторону монтажа деталей через любые свободные отверстия на печатной плате, как показано на фото:

Другие доработки компьютера «Ленинград 48k»

Схема доработок:

1. Стабилизация тактового генератора
2. Нормализация строчной развертки (для кварца частотой 14000 КГц)
3. Стабилизация кадровой развертки
4. Корректировка прорисовки линий (дуги, окружности и т.п.)
5. Установка ПЗУ 27C512
6. Доработка сигнала INT

Схема подключения контроллера XT-клавиатуры Profi:

Схема «читалки» с магнитофона на К554СА3:

Источник: http://service4u.narod.ru/

Этапы сборки, немного фоток

Оригинальная плата «Ленинград 48k» 1988:

«Ленинград 48k» в сборе:

«Ленинград 48k» с контроллером XT-клавиатуры Profi:

«Ленинград 128k» в сборе:

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода и музыкальным сопроцессором:

«Ленинград 128k» с контроллером дисковода, музыкальным сопроцессором и дисководами:

Кстати, недавно копаясь в ворохе старого железа и документации, нашел совсем уж экзотическую вещь: настоящий ценник, видимо где-то середины 90-х:

Да, да, контроллер тогда стоил 75 тысяч рублей )) И обратная сторона ценника порадовала не меньше – выяснилось, что он нарисован на куске перфокарты!!! ;)

Да... В этом есть определенный философский подтекст: ценник на контроллер носителя информации нового поколения нарисован на обрывке носителя информации старого поколения... )

Полезные файлы:

1. Имя файла: DIZZY_5r_48k.zip (109K)
   MD5: e55b3dd84cba8895ebcce6b4efbe5607

   Игра «DIZZY 5». Русифицированная версия игры,
   адаптированная мной в 1996 году для спекртрума 48k.
   В архиве игра в трех форматах: TAP, HOBETA, SCL.

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/DIZZY_5r_48k.zip

2. Имя файла: wildseyr.zip (68K)
   MD5: 62511c9b12f42794053805e140af3009

   Игра «Сеймур на Диком Западе» (русифицированная мной в 1996 году).
   В архиве игра в формате SCL.

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/wildseyr.zip

3. Имя файла: test48k.bin (2,0K)
   MD5: 4bf68803c17aa614b7fbfa939549eaec
   Контрольная сумма прошивки: 85E7

   Тестовая прошивка 48k (модифицированная версия -
   убрал нудную процедуру заполнения экрана, ненужную проверку ПЗУ).

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/test48k.bin

4. Имя файла: test128k.bin (2,0K)
   MD5: 5247c2d7d5c77d270d98d6c0080493da
   Контрольная сумма прошивки: E413

   Тестовая прошивка 128k.

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/test128k.bin

5. Имя файла: sos48k_only.bin (16K)
   MD5: 4c42a2f075212361c3117015b107ff68
   Контрольная сумма прошивки: 1F64

   Стандартная операционная система
   для «ZX Spectrum» 48k (1982 Sinclair Research Ltd).

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/sos48k_only.bin

6. Имя файла: 27512.bin (64K)
   MD5: 77cec243abe304ba3603b63b88709cae
   Контрольная сумма прошивки: 9135

   Комбинированная прошивка для ПЗУ 27512:

   Банк 0 - Пусто.

   Банк 1 - TR-DOS Version 5.5H Copyright (C) 1993 by Rst7.
   MD5: de4131214186667b9fb4022343d34444
   Контрольная сумма: 3F81

   Банк 2 - SOS 128k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 128k).
   MD5: 97da465c399ff70b907dfd8291e8f9d3
   Контрольная сумма: 266E

   Банк 3 - SOS 48k (Стандартная ОС для «ZX Spectrum» 48k).
   MD5: 6e09e5d3c4aef166601669feaaadc01c
   Контрольная сумма: 2C86

   Скачать: http://www.cxemateka.ru/v1/27512.bin

Где взять детали для сборки?

Сначала надо заказать печатную плату в любой специализирующейся на этом деле конторе. Набор файлов gerber & excellon для изготовления платы: http://www.cxemateka.ru/v1/Leningrad48k.rar (Источник: http://sblive.narod.ru/).

Всё остальное можно найти в продаже. Если не найдутся отечественные детали, всегда можно найти зарубежные аналоги.

ТТЛ-логика, предпочтительнее 1533 (аналог 74ALS) или 555 (аналог 74LS):
1533ЛН1 (74ALS04) - 2 шт.
1533ТМ2 (74ALS74) - 3 шт.
1533ТМ9 (74ALS174) - 1 шт.
1533ИЕ7 (74ALS193) - 4 шт.
1533ЛЕ1 (74ALS02) - 1 шт.
1533ЛП5 (74ALS86) - 1 шт.
1533ЛА3 (74ALS00) - 1 шт.
1533ЛИ1 (74ALS08) - 1 шт.
1533ЛЛ1 (74ALS32) - 1 шт.
1533КП11 (74ALS257) - 8 шт.
1533КП13 (74ALS298) - 2 шт.
1533ИР22 (74ALS373) - 1 шт.
1533ИР9 (74ALS165) - 1 шт.
1533ИР16 (74ALS295) - 1 шт.
1533ЛА4 (74ALS10)- 1 шт.

КМОП:
561ИЕ10 (4520) – 1 шт.

Процессор:
Z80 – 1 шт.

Постоянная память:
EPROM 27C64 - 2 шт. или одна EPROM 27C128 (для версии 48k)

Оперативная память:
565РУ5 - 8 шт. или 565РУ7 - 8 шт. (первые выводы РУ7 нужно будет соединить между собой и заземлить /для версии 48k/)

Вместо 565РУ7 можно ставить зарубежные аналоги: 41256/41257 DRAM, MB81256/MB81257 DRAM.

Кроме того, в Спектрум можно ставить динамическую память большего объема и соотв. потребуется меньшее кол-во микросхем. Как это делается, расскажу в следующем материале.

Узел чтения с магнитофона рекомендуется собирать по приведенной выше схеме на К554СА3 (зарубежный аналог IL311ANM).

А скажите пожалуйста, какой размер у этой платы ?
На сайте для заказа платы нужно указать размер, а по ссылкам на sblive.narod.ru я что-то не нашёл нигде.

Спасибо.

Моя плата изготовлена по образцу оригинала. Размер:
20х11,8см.

Ещё вопрос, начал искать микросхемы памяти.
Есть просто 565РУ5, есть КР565РУ5Г, КР565РУ5В и ещё несколько вариантов.
Разница в цене там до 10 раз.
Можете ли сказать, какая между ними разница и какую серию стоит выбирать ?

Спасибо.

Подскажите ещё, пожалуйста:
1. Что это за элемент Т2 на схеме? Нигде не нашёл описания.
2. Как правильно напаивать резисторные сборки?
3. 15k (All resistors) - имеется в виду общее сопротивление ? Т.е. если 11 штук R23, то получается сопротивление одного 15k/11, так?
Или каждый по 15k?

Алексей, T2 - это 1НТ251 (транзисторная сборка из 4-х NPN транзисторов).

В сборках каждый резистор по 15k.

Сборка R2 подтягивает все 8-мь разрядов шины данных процессора к +5В через 8 резисторов по 15К:



Сборка R23 подтягивает к +5В входные разряды портов ввода-вывода:



В моем случае, в этой сборке на один резистор меньше чем на схеме, т.к. я узел чтения с магнитофона собирал нестандартным образом на макетном участке платы.

Константин, приветствую. Не клеится у меня с пентагоном :-( К сожалению, в цифровой технике я не очень... Подумываю даже заслать его в Вашу сторону...

Добрый день Юрий! У меня проблем с приобретением комплектующих к счастью не было, брал в Воронеже. А так на что можно заменить, указано в шапке ИР16 на 74ALS295. Вместо ПЗУ использую Winboard! Программатор и пзу брал на алиэкспресс)

Юрий, извиняюсь,ПЗУ W27C512-45Z W27C512-45 W27C512 WINBOND DIP28. А вот за импорт не в курсе, так как уже говорил что все отечественное подобрал. А как вариант КР1533ИР16, (SN74ALS295BN) (98-01) в Чипе дипе имеется.

Плату Ленинграда приобретал уже модернизированную с видеовыходом на BC547, думаю плату под транзисторную сборку можно BC547 заменить, главное не забыть про цоколевку)

Юрий, все компоненты можно купить на zx-pk.ru в разделе барахолка, сам там покупал, только у проверенных продавцов. Брал у продавца с ником svinka, без проблем.

Всем привет! Может не в тему, хотел спросить кто как делает корпус для спека... например для того же Ленинграда, или же использует готовый б/у корпус?

😂 Сезон отпусков! Наверное на морях😏

Юрий добрый вечер! Хороший вопрос, я то сам ещё можно сказать учусь) ещё запускаю свой первый Ленинград, проблема с пзу тоже имеется, и вот после Вашего вопроса обнаружил что доработки согласно схемы для ПЗУ 27с512 у меня на плате нет))) надо будет подумать!

Товарищ SPOT, предпологаю проблема с одним из мультиплексоров М/С D15-D19. У себя обнаружил проблемный ставив поверх рабочую микросхему вторым этажом. Причём осциллограммы с 1 и 15 выводов были в норме, согласно таблицы(.

Ссори SPOT))) на схему не обратил, я про Ленинград думал...

Юрий, у меня на плате 20 и 22 соединены вместе к сигналу RDROM. Вот здесь немножко инфы http://zx-pk.ru/threads/22683-rasshirenie-pamyati-leningrad-1-do-128k-i-zamena-pzu-na-flash-pzu/page3.html

Страница жива, только нет Гуру)

Здравствуйте, уважаемый Константин и все сочувствующие!
Приключилась у меня беда. Достал я свой старый комплюктер с дальней полки, решил вспомнить детство.
https://yadi.sk/i/K9IF17pD3MkePm
https://yadi.sk/i/i2YBZA4i3MkeQU
Что за модель, подскажите люди знающие? Вроде как в Челябинске их делали.
Подключил к телевизору через SCART: изображение есть, а в цветах шум.
Видео: https://youtu.be/yNL2CeGgjO8
Здесь особенно хорошо видно, что творится с цветами. Соединил все земли в кабеле и поставил резисторы по 500 Ом на каждый цветовой канал (RGB).
Осциллографом я вот что намерил:
такой сигнал у меня на выходе Video:
http://fastpic.ru/view/91/2017/0401/e1e38f6855d347eefc53ca3c0e40f952.png.html
А вот сигнал вместе с шиной +5В
http://fastpic.ru/view/89/2017/0401/290f0fcff09d7b50791a6f1d61210a13.png.html

Плохо разбираюсь в электронике, но вижу, что есть сигнал частотой примерно 6.4 кГц.
Сначала грешил на кварцевый резонатор на 14 МГц. Поставил новый, эффекта нет.
Пробовал на шину +5 В напаять конденсаторов 3 шт по 1800 мкФ
https://yadi.sk/i/fP6MSr7y3GYXPX
Но это не дало никакого результата.
Есть ли предположения, куда копать?

Что-то всё затихло. Куда же все подевались? Никто не сталкивался с подобным?

Villain, что за клон точно не скажу, но штука, судя по всему, дельная. Тут хоть и всего 48к памяти, но зато на плате есть контроллер дисковода и музыкальный сопроцессор – это круто )

Похоже, что помехи по RGB посторонние, т.е. с самой платой всё наиболее вероятно хорошо.

Стало быть, стоит сосредоточиться на проверке или замене источника питания, а также непосредственно на схеме соединения с ТВ.

При замене источника питания, важно помнить, что такая плата требует наличия двух напряжений: +5В и +12В (местами менять их нельзя – погорит вся логика). Если же подать на плату только +5В (без напряжения +12В), то микросхема ВГ93 (контроллер дисковода) выйдет из строя. Однако в процессе тестирования можно вместо +12В подавать +5В, тогда с ВГ93 ничего не случится, но контроллер в таком режиме работать не будет. Кстати, ВГ93 может выйти из строя, если напряжение +5В будет приходить несколько раньше напряжения +12В, т.е. блок питания тут нужен надежный )

Свои zx-клоны я подключаю к ТВ по этой схеме:
http://www.cxemateka.ru/ru/building_zx_spectrum_128k_clone_beta_disk_interface_ay_3_8910_ym2149f/p60

Доброго времени суток!
Допустима ли замена ИР22 на ИР23, в схеме Ленинграда?

Здравствуйте люди добрые! Подскажите пожалуйста по Ленинград-48к, на D32 (IR22) должен ли тактироваться сигнал на первом выводе (сигнал /CSRAM) и на D39 (TM9) девятый вывод (сигнал /IOWR)?