«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).

Не подскажите в чём может быть проблема ленинград выдаёт такую картинку. https://ibb.co/KhFMJWR Напрямую без кодера тоже самое только в ч/б. Скорректировал длину строчного синхроимпульса, сделал привязку к уровню чёрного. Игры грузит читалка по схеме с к561лн2. Но в самих играх помимо звука из бипера слышен постоянно писк. Игры качал тут.
https://zx-pk.ru/threads/19193-igry-s-turbo-zagruzkoj-dlya-quot-leningrad-2012-quot.html

Привет Константин. Такой вот вопрос. Достался клон спектрума Delta C скорее всего 48К, т.к. РУ5 стоят с индексом Д2. А РУ6 с двумя точками. Я так понял это не полные микросхемы памяти, а половинки. Но это не столь важно. Мне интересно в неё можно поставить РФ4 или 2764 от ленинграда с его прошивкой. Есть заведомо рабочие.

Доработки кое-какие сделал по схеме ленинграда. Фото скину по позже.

vanhelsink633, очевидно это классическая «Дельта С» 48k с раздельным полем памяти и со встроенной русификацией. Стандартная прошивка от «Ленинграда» подойдёт, однако русификация перестанет работать. Но есть и плюс: совместимость с оригинальным Спектрумом повысится )

zamich, скорее всего, ВГ93 вышла из строя, уж больно капризная эта микросхема...

Toboe, рекомендую исследовать плату на предмет замыканий между дорожками.

Юрий, конденсаторы в цепи D4-12, D6-11 ставятся параллельно, тут подробнее:

Спасибо Константин. Буду дальше мучить дельту, хочу её все таки запустить с родными ПЗУ ленинграда. Единственное что у меня вызвало вопрос я её на работе запускал с процессором (поставил не достающие блокировочные кондеры, похоже вырезали КМки, под рукой не оказалось на 0,1 мкф поставил 220n, думаю не критично) показала чистый матрац, потом дома решил попробовать запустить тоже чистый матрац. Потом отложил её на некоторое время лежала в ящике, т.к. занимался ленинградом на работе папа плату отдал полностью рабочего компа без доработок, доработки я сделал. Собрал программатор для него чтобы прошить РФ6 для дельты, нашел в инете оригинальную её прошивку... На днях решил запустить её с ПЗУ ленинграда. Подключил её без ПЗУ к телеку через видео вход, матраца нет вертикальные полосы черные и почему-то просматриваются красные полоски и квадраты, хотя R G B не подключено. Смысл в том что нет чистого матраца. На плате греются 2 РУ5 я так думаю они мне и портят матрац. Но почему они вышли из строя вот в чем вопрос, плата долго не включалась лежала себе спокойно в коробочке. Из-за чего они сдохли не знаю!!!

to zamich::: Скорее всего меняй ВГ-ку!!! У меня такое было!!! Тоже была такая ситуация! Она мешала выходу в ТР Дос просто напросто сбрасывала ОС ТР ДОС в бейсик 48К

vanhelsink633, РУ5 боятся статики и иногда действительно выходят из строя без видимых на то причин.

Прежде чем микросхемы памяти менять, рекомендуется прогнать тест ПЗУ:
http://www.cxemateka.ru/v1/test48k.bin (вариант, без заполнения экрана)

http://www.cxemateka.ru/v1/test48k_org.bin (тест с заполнением экрана)

Привет. Нет у меня тестовой микросхемы чтобы ОЗУ прогнать. Нужно прошивать микросхемы. У меня есть РФ5 чистые.

Привет Константин. Я на вашу страничку в ВК отправил фотографии.
Потом отправлю работу этих плат.

А вместо ру5-7 можно использовать hyb511000bj ? Так как 256 не нашел....

Приветствую! Давненько я сюда не заходил. В общем, у меня с моим Спеком сложилась масса проблем(( В частности, я не смог пока подключить к нему контроллер мышки. Но не в этом суть. На днях я решил расширить память до 256К, использовав ту же схему, которую использовал iegova, за исключением того, что переключение половинок памяти по 128К я сделал не через 6 бит порта 7FFD, а через 4 бит порта 1FFD, как в оригинальном Скорпионе, а также дешифрацию портов 1F и FE на чтение сделал по "старой" схеме - через смесь А0 и А5 через ЛИ1, вместо "новой" схемы с инвертированным через ЛН1 А1, потому что с новой схемой дешифрации контроллер дисковода не хочет запускаться, выдаёт белиберду. И всё, вроде бы заработало, тест V4.30 "видит" эти самые 256К, но некоторые демки, в частности демо Gemba boys - We are Alive, виснет после заставки, сбрасывая компьютер в "матрас" или в чёрный экран, в зависимости от ROM-прошивки. Помогите мне разобраться с этим, пожалуйста.

[b]Роман[/b], поищи на сайте Virtual TR-DOS.

Роман, да, я делаю контроллер. Собирал сам. Руководствовался вот этими статьями: http://zxpress.ru/article.php?id=4708
http://zxbyte.ru/kempston_mouse_for_zx.htm Больше склоняюсь ко второй статье, потому что тоже мышь от ЕС-ки подключаю. По работе могу сказать следующее: стрелка нормально движется в нужных направлениях, но не по всему экрану, а лишь в малой его части. Это единственный косяк с мышью, который мне осталось исправить. А насчёт 256, ну, не знаю... Просто когда была 128, контроллер дисковода немного глючил, сейчас вроде бы всё в порядке.

2Роман
Доброго времени суток!
Что с питанием на РТ4 (16 вывод)? На выходах нет КЗ (9-12, можно и другие проверить на КЗ)?

RaymanDX, hyb511000bj использовать в принципе можно, но нецелесообразно. Форм-фактор не тот. Да и регенерироваться эта микросхема должна в 512 циклов, т.е. это значит, что по всем задействованном в схеме Спектрума адресным входам должна осуществляется регенерация. Нужна будет дополнительная обвязка при апгрейде до 128к, такая же, как и для отечественных ру7:



Юрий, спасибо, схему №2 исправил. И добавил схему №3 )

Что касается подключения к монитору через плату GBS8200, возможно придется видеосигнал «Ленинграда» приводить к стандарту. Во-первых, частота строк должна быть близка к 15,625 КГц, об этом тут.

Во-вторых, неплохо бы ввести привязку к уровню черного. Как привязку ввести, подробно рассказано тут:
http://zxbyte.ru/leningrad_video_out.htm

Анатолий, если с сигналом flash проблемы, то нужно проверять соотв. цепочку D2, D11.1, D36 (D43 по схеме композита).

Artem, я использовал одну из старых плат контроллера дисковода, что у меня остались в коллекции. Кстати, у меня даже схемы на неё нет. Но поскольку все контроллеры дисковода для Спектрума по одному принципу построены, проблем с подключением не возникло. Так что любой контроллер подойдёт, какой удастся раздобыть )

Jet, спасибо добавил eD1-1 -> D20-26 (RESET) в план соединений. Хочу заметить, что в приведенном выше видео по сборке «Ленинграда», я как раз и не паяю родную «читалку» со всей её обвязкой )

Роман, IORQE – это сигнал блокировки основных портов ввода-вывода Спектрума. Когда сигнал IORQE в единице, основные порты ZX блокируются. Самый простой способ получить такой сигнал - поставить резистор на 560 Ом в разрез между 20 выводом Z80 (IORQ) и остальной схемой компьютера. Соотв. со стороны процессора у нас будет IORQ, а со стороны платы - IORQE.

Константин снова здравствуйте!
Прошло немало времени, как я проклеил катушки своего видеемонитора Электроника 32 ВТЦ 202, и вот теперь снова проблема, он сломался.
Сначала время включения начало увеличиваться, пока не войдёт в рабочее напряжение, картинки нет, и светодиод индикаторный на морде едва теплится. И так было сначала минута, затем все четыре на разогрев. Затем полёт нормальный, пока не выключу. Но вот в один прекрасный день он перестал включаться.

Я думаю, что дело в БП. Там перегорел предохранитель, я его заменил, и он вспышкой перегорел снова.
Прошу Вашего совета, как искать неисправность. У меня есть только тестер. Какова вероятность, что надо менять все 8 конденсаторов. Они такие аллюминивые, не хочется портить аутентичный вид и заменять их на современные, если они живые. Готов купить ESR тестер для их проверки.

Фото платы БП прилагаю ниже:
https://sun9-51.userapi.com/c854120/v854120028/e8f24/btKvRFi-Htw.jpg
https://sun9-48.userapi.com/c854120/v854120028/e8f2e/5vB9eQofTeM.jpg
https://sun9-56.userapi.com/c854120/v854120028/e8f38/PwSx2DITHuE.jpg

Харусима, у «Электроники» импульсный блок питания. У них КПД высокий и, стало быть, высокие требования к качеству компонентов. Чаще всего да, высыхают электролиты. Проблема в том, что выход из строя одного компонента, часто ведет за собой выход из строя и ряд других, с ним связанных компонентов. Так что тут надо внимательно проверять всю схему, деталь за деталью.

Рекомендую изучить принцип работы таких блоков, например по книге «Импульсные блоки питания телевизоров и их ремонт» (Гедзберг).

Константин, спасибо. Но превращаться в телемастера к большому сожалению времени не хватит. Заглянув в ту книгу, чувствую сразу пойму, что надо начинать с меньшего, и придётся прочесть ещё пяток, и эдак через полгодика забив на всё научиться ремонтировать ЭЛТ))))

Я по советам форумчан поменял с некотоырм успехом элементы на:

плата БП:
TDA4601 (вместо микросхемы КР1033ЕУ1 )
КТ872
КРЕН8Б
конды 350v220mF, 160v100mF, 40v470mF, 25v470mF(2), 25v220mF, 16v100mF(2)


Плата цоколя кинескопа:
конд-ры 160v 4.7mF - 3шт
конд-ры 16v 47mF - 9шт
резисторы 2w 1.5Kom 5% (CF-2) 3шт (Вместо МЛТ-2 1K5JBD)
ВО КТ969А 6шт

Сейчас пробовал включить, выгорел ещё один на плате цоколя кинескопа.
Вас не затруднило бы глянуть тему на радиокоте?

https://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=32&t=165335

Я такими темпаки скоро половину элементов перепоменяю)

Константин, мы кое-чего добились. Кинескоп засветился.

Поменял горелый резистор на цокольной плате. На всякий случай заменил конденсаторы в модуле видеоусилителей RGB:
6шт 40v47mF (to 50v47mF)
1шт 16v100mF
1шт 16v47mF

Снял напряжение с цоколя кинескопа. Полукруглый разъём с расположенными полукругом 8 контактами. Если
смотреть на надетую на цоколь плату, то минус беру с левого нижнего угла платы, нумерация контактов слева-направо 1-8: 3= 73.6v, 5=73.5v, 8=67v.


Теперь картина такая - монитор включается, но вместо картинки (что без подключения ZX, что с ним) приплюснутый белый фон, и лёгкий высокочастотный звон, которого раньше на постоянной основе не было ( я проклеивал все катушки на правой плате, но перед кончиной иногда звон появлялся)

Фото картинки с монитора есть в теме.
Не представляю, что это может быть, и почему нет ни картинки, ни цвета...

Всем доброго времени суток! Собираю плату музыкального сопроцессора по статье описанной в ссылке,

https://zxpress.ru/article.php?id=11995

и возник вопрос, а как можно корректно подмешать звук с бипера на предлагаемый там микс для каналов. Звук с бипера точно должен быть сильнее по амплитуде, нежели с каналов АВС, кто сможет подсказать как лучше? Толком не нашел ответа в интеренете... Спасибо.

Харусима, если растр есть, а картинки нет, то первое, что стоит сделать, это проверить сам RGB выход ZX. Надо убедиться, что сигнал со Спектрума идёт нормальный и только после этого продолжать битву за монитор ) Ремонт этих мониторов дело непростое, особенно когда нет под рукой исправных блоков под замену...

Михаил, вот соотв. фрагмент из схемы известного клона Scorpion (сигнал AUDIO = бипер):