«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).

😂 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)?

Vadim. Да, допустима. Вместо сигнала WRBUF подаём /WRBUF.

zamich. Если ещё актуально.
/CSRAM D32
[URL=http://fastpic.ru/view/93/2017/1002/05f2c8d3e3654040505c6700204111ec.gif.html][IMG]http://i93.fastpic.ru/thumb/2017/1002/ec/05f2c8d3e3654040505c6700204111ec.jpeg[/IMG][/URL]

/IOWR D39 без ПЗУ
[URL=http://fastpic.ru/view/93/2017/1002/ada0e4a71906882c499af97025f7817e.gif.html][IMG]http://i93.fastpic.ru/thumb/2017/1002/7e/ada0e4a71906882c499af97025f7817e.jpeg[/IMG][/URL]

/IOWR D39 с тестовым ПЗУ
[URL=http://fastpic.ru/view/93/2017/1002/24566d908af1fc84ee8429c15661902b.gif.html][IMG]http://i93.fastpic.ru/thumb/2017/1002/2b/24566d908af1fc84ee8429c15661902b.jpeg[/IMG][/URL]

[URL=http://fastpic.ru/view/93/2017/1002/8f72623c62ff5c1266bc48fdd9195aff.gif.html][IMG]http://i93.fastpic.ru/thumb/2017/1002/ff/8f72623c62ff5c1266bc48fdd9195aff.jpeg[/IMG][/URL]

Пардон.

/CSRAM D32



/IOWR D39 без ПЗУ



/IOWR D39 с тестовым ПЗУ

Спасибо Vadim, я та и предстовлял т.к. у меня только логический пробник. хотел спросить вашего мнения по поводу этой картинки

[url=http://radikal.ru][img]http://s018.radikal.ru/i514/1710/cd/ffa6c66c023e.jpg[/img][/url]



это без ПЗУ, процессор Z80 (без буквы), четыре ру5 и четыре ру5д, питание ровно 5в, частота в норме, все нужные сигналы вроде (пробник логический) присутствуют, вместо 555кп11 (D36) временно стоит 555кп14 (кп11 пока нет). Помогите советом, заранее благодарен!

zamich, без процессора такая же картинка? Микросхемы ОЗУ разной ёмкости ру5 - 64кбит, ру5д 32 (ру5д1, ру5д2) или 16 (ру5д3, ру5д4).
Самоделка или ремонт?

самоделка, без процессора (только ОЗУ) нет вертикальных полос, только широкие горизонтальные черно-белые полосы движущиеся вверх, ру5д поставил от безисходности т.к. четыре ру5 которые я ими заменил показались подозрительными (слабый сигнал на D0 14-й вывод). Может попробовать поднять напряжение?

Сначала было бы неплохо стабильную картинку получить. Без ЦПУ, ПЗУ и ОЗУ должен быть белый прямоугольник на чёрном фоне.
Делалась ли доработка для стабилизации строчной? 10 вывод на +5В, 1 на GND счётчика D4 для кварца 14 МГц. Есть чем частоту померить?
Потом можно будет смотреть напряжение на шине данных D0-D7 (без ЦПУ, ПЗУ и ОЗУ), а также нет ли КЗ между ними.
Затем можно будет ОЗУ установить, но с учётом адресации строк и столбцов для 565РУ5Д1, Д2, Д4 A7 =1; Д3 A7 = 0 (9 выводы). Но это только на первое время, для наладки.

Понял Vadim, проверю частоту, шина данных (по части КЗ и обрывов)в порядке. По части ОЗУ: у меня ру5д3, 9 выводы отрезать и посадить на минус?

Рушки впаяны или на панельках? Если на панельках, то резать не надо, просто отогнуть 9 вывод перед установкой и подпаять GND. Если впаяны, то аккуратно режем ногу как можно ближе к плате и подпаиваем GND. Полноценно с таким ОЗУ работать он не будет, нужно будет их всё равно заменить.

ZIm, это одно и то же.

В серии КР1533 КП11 нет, есть только КР1533КП11А. Обе версии КП11 и КП11А есть в в К555. Есть ещё 1533КП11 и 1533КП11А, которые выполенны не в DIP корпусе, а в "планарном" типа 402.16-32.
И в чём же если не секрет оказалось их различие? В длительности фронтов?

Для процессора подтянуть сигнал /RAS к +5 В резистором 500 - 1000 Ом.

[URL=http://fastpic.ru/][IMG]http://i89.fastpic.ru/big/2017/1015/58/58dd5419abb4db601895fc0d22ef9758.png[/IMG][/URL]
И чему в таком случае верить???? Чет я совсем запутался!

Прошу прощения не сразу допер как изображения добавлять.

К555КП11, КП11А и КР1533КП11А - селекторы (мультиплексоры) 2в1 с ТРЕМЯ устойчивыми состояниями на выходах БЕЗ инверсии. Стоят в схеме Ленинграда КР1533КП11А - полёт нормальный.

К555КП14, КП14А и КР1533КП14А - селекторы (мультиплексоры) 2в1 с ТРЕМЯ устойчивыми состояниями на выходах С инверсией. Иногда используют вместо D36(КП11) для инверсии цветов.

К555КП16 и КР1533КП16 - селекторы (мультиплексоры) 2в1 с ДВУМЯ устойчивыми состояниями на выходах БЕЗ инверсии.

К сожалению, книжечки с опечатками и ляпами не редкость, поэтому стоит посматривать несколько источников.

Vadim, огромное спасибо вам за разъяснение, однако я смотрел в нескольких источниках в одних написано одно в других другое, меня смутило то, что у меня есть в наличии одна 555кп11 и при установке ее в D17 появляется такая картинка , вот для меня и сошлись звезды того что микросхемы разные.