Вот и готово все для начала сборки игровой приставки Эльф. Буду действовать по инструкции с сайта zxbyte.ru, хотя на самом деле не все делал по инструкции.
Также отдельная благодарность участникам и администраторам телеграмм канала, которые помогали в сборке и отладке приставки.
Первым делом распечатал оправку ножек микросхемы БМК КА1515ХМ1216, она у меня в железном корпусе и оправку нужно распечатать соответствующую:
Ножки БМК получились аккуратные и теперь ее можно установить на плату:
Для тестирования БМК достаточно припаять детали генератора импульсов и четыре ножки БМК, на случай, если БМК окажется не рабочей и ее надо будет демонтировать: питания (32,64), RST (63) и CLK-IN (33). Генератор я решил сразу спаять полностью, хотя в инструкции сказано, что достаточно только установить резонатор и КР1533ЛН1:
Питание платы временно буду подавать с лабораторного блока питания. Этой приставке требуется только 5 вольт. Разъемы пока ставить не буду, подпаял временные провода для подключения БП. Первое включение платы и очень красивые по форме формируются сигналы генератором. Частота соответствует 8 МГц.
Установил БМК. Теперь нужно проверить наличие сигнала INT (21 ножка) , SYNC (43 ножка) и сигналы RGB (11, 12 и 10 ножки, соответственно). Еще один момент - это установка перемычки для питания БМК, которую при не устойчивой работе нужно заменить на диод шоттки. Пока будет установлена перемычка.
Вот первая проблема. БМК не формирует INT, на 21 ножке всегда высокий уровень. RGB сигналы в каком-то виде есть, оценить сейчас их качество не понятно как, но наличие уже достаточно. SYNC тоже есть, причем он похож на правду по форме, но его частота не соответствует 15,4 кГц. Еще заметил, что форма сигнала 8 МГц сильно исказилась. Попробовал заменить перемычку на диод шоттки, ничего не поменялось. Отпаял CLK-IN, форма сигнала с генератора сразу выровнялась, пинцетом соединяю CLK-IN с платой, опять сигнал генератора искажается, да еще и амплитуда падает. Делаю вывод, что БМК не рабочая. Очень жаль.
Пришлось заказать новую БМК. К сожалению, а может и наоборот, но теперь у меня БМК в пластиковом корпусе Т34ВГ1 - это полный аналог КА1515ХМ1216. Распечатал для нее оправку и сформировал ножки, оправка для пластикового корпуса нужна другая:
Установил Т34ВГ1 на плату и проделал все тесты, эта БМК полностью исправна и формирует все необходимые сигналы. Теперь ее можно полностью припаять:
Для меня установка БМК - это был очень длительный процесс с заказом и ожиданием замены.
На плате будет установлен RGB-HDMI-VGA конвертер от Алекс Екб. Я обратил внимание, что под ним должны быть установлены резисторы, причем в вертикальном положении, значит потребуется припаять специальные длинные разъемы, которые, кстати, были в комплекте. Видимо так и предполагалось. Вот на такой высоте будет установлен конвертер, нижний разъем припаяю к плате, ответную часть - к конвертеру, конвертер будет съемным:
Не совсем корректно написал. Через разъем будет подключаться плата Raspberry Pico PI, сам конвертер разведен на самой плате.
Чтобы в последствии вся мелочевка не мешала установке СМД чипов, сразу припаял их на плату:
Очень много элементов нужно припаять на эту плату, на установку резисторов ушла пара вечеров. Резисторы можно было установить СМД, либо обычные, но в вертикальном положении, места не так много на плате:
Еще некоторое время ушло на установку всех остальных элементов, кроме микросхем (за исключением уже ранее установленных):
На плате будет установлен специальный разъем для картриджей. Для его усиления требуется распечатать на 3d принтере подставку, она у меня из зеленого пластика, такого же цвета будет корпус приставки. Также сразу припаял разъемы для установки Raspberry Pico PI, HDMI разъем и разъем для подключения к телевизору. Для работы микросхемы, отвечающей за AV сигнал, сразу припаял все детали генератора сигналов 4,433619 МГц:
Теперь можно попробовать подключить приставку к телевизору и проверить наличие изображения. Еще очень важный момент: перед подачей питания проверяю на КЗ и оно есть! Проверка пайки показала, что есть несколько электролитических конденсаторов, у которых контакты оказались замкнуты. Площадки под конденсаторы расположены очень близко друг к другу, микроскоп в помощь, проблема была быстро исправлена. Первое включение к телевизору и на экране я увидел четкое, без помех изображение:
Правильное изображение на экране подтверждает работоспособность БМК.
Если на телевизоре, через AV выход сигнал есть, то сразу проверю HDMI сигнал. Для этого надо прошить и настроить Raspberry Pico PI по инструкции с сайта. Тут я промахнулся и установил прошивку, которую устанавливал при сборке ZX Spectrum Compact. Естественно конвертер не заработал. Для игровой приставки Эльф прошивку нужно было взять также с сайта. На следующей фотографии подключенная Raspberry Pico PI к компьютеру:
Важно! При подключении к компьютеру по USB, питание к Raspberry Pico PI будет идти от USB разъема, на плате нужно снять перемычку JP4.
В итоге на экране монитора также получил очень качественное изображение:
В этот раз я решил припаять все микросхемы сразу на плату, панельки буду использовать только для процессора, AY- звукового синтезатора, ПЗУ, SRAM и ОЗУ:
Не торопясь припаял все микросхемы, также установил микросхемы в панельки. Теперь все готово для первого запуска:
Первое включение и на экране монитора появилось меню игр, которые прошиты в ПЗУ приставки:
ПЗУ в моем наборе уже была с правильной прошивкой.
В приставку можно установить картридж, тогда меню изменится и будет содержать игры с картриджа. Картридж сделаю позже, а пока достаточно и того, что есть в ПЗУ.
Клавиатуры у этой приставки нет, подключить можно только джойстики с разъемом 15pin от 8-ми битной "Денди". Джойстиков у меня сразу не было и я мог только любоваться статичным изображением. Заметил что через какое-то время на экране стал появляться мусор, с этой проблемой буду разбираться при тестировании приставки.
Джойстики я купил вот такого вида, они мне показались самыми приличными и не дорогими:
Начинаю тестировать игровую приставку. Для этого с сайта скачал тестовую прошивку, записал в отдельную микросхему ПЗУ и установил ее вместо штатной микросхемы.
Первая проблема - это не работающие джойстики. Пора открывать схему и начинать тестировать осциллографом. Для работы джойстиков требуется тактовый сигнал, который должен приходить на DD5 3-й и 4-й выводы.
Но сигнала на этих выводах нет. Не работает генератор сигналов. На выводе 6 DD34 также ничего нет. Тут я заметил, что резистор на 5.1 КОм раскололся на две половинки, скорее всего я его как-то повредил при монтаже, впервые сталкиваюсь со сломанными резисторами. Такого резистора у меня больше не оказалось, поставил два последовательно на 4.7 КОм и 390 Ом:
Теперь джойстики заработали и нажатие кнопок отображается на экране тестовой программы, но кнопка вверх первого джойстика находится все время в нажатом состоянии, так сказать "залипла":
Вторая проблема - это не определяется AY синтезатор, но с ним позже разберусь.
Тесты показали, что на 3-м выводе микросхемы DD6 всегда высокий уровень и при нажатии на кнопку уровень сигнала переходит в низкий уровень. Это правильно, на других выводах, при нажатии других кнопок, поведение такое же. Джойстики исправны и проблема на самой плате.
Дальше по схеме проверяю DD10 11-й вывод. Тут сигнал смешивается с сигналом от разъема оригинального джойстика "Эльф". Такого джойстика у меня нет, сигнал просто инвертируется. При тестировании все работает корректно и высокий уровень возникает только при нажатии кнопки вверх:
Вот она виновница проблемы - это DD21 1533АП6. Проверил пайку всех выводов. Далее я решил сделать несколько разных тестов, в принципе они все оказались бесполезными. Я решил отсоединить 5-ю ногу микросхемы, естественно результат был такой же, т.к. до этой микросхемы сигнал приходит правильный. Второй эксперимент еще более бесполезный - я отрезал 15-ю ногу, решив, что если микросхема битая, то может это действие уберет "залипание" и, конечно, не будет совсем нажиматься кнопка вверх:
Тест этот тоже бесполезен, т.к. вся линия DB3 подтянута через резистор к плюсу:
Не мог я поверить, что микросхема частично вышла из строя, тем более, что я ее тестировал перед установкой и паял ее аккуратно, чтобы не перегреть. Решил протестировать всю DB3, но найти проблему где-либо еще не удалось. Ощущение было, что проблема в самой плате и я уже готов был все перенести на новую плату, а эту отложить до лучших времен.
Спасибо ребятам из телеграмм канала "Эльфа", уберегли от лишней работы, также помогли с другой проблемой, позже опишу!
В итоге я поменял АП6 на другую, только 555 серии, 1533 у меня не было. Джойстики заработали корректно, проблема ушла. Также ушла проблема с не работающей микросхемой SRAM, видимо это как-то взаимосвязано, не разбирался, работает и хорошо.
Теперь нужно разобраться со звуком. У меня есть три разных варианта AY синтезаторов, разных производителей, точно помню, что все три должны быть рабочие, но не точно:
Попробовал установить каждый из них, нижний из трех 2149F заработал и звук появился, буду знать, что так бывает.
Последняя проблема - это при долгом тестировании памяти возникает ошибка. Решил, что нужно поменять память. Но опять же ребята из телеграмма, подсказали причину. Я тоже уже стал догадываться, т.к. перестановка микросхем не влияла на возвращаемую ошибку, ошибка была всегда разная. Проблема с /RAS сигналом, который можно поправить с помощью конденсатора C16 и резистора R45. Микросхемы памяти могут быть разные и в описании сказано про эту проблему, надо лучше читать. Как и многие, я просто убрал конденсатор C16 и после часа тестирования памяти больше ошибок не возникало:
Сделал еще много тестов и пришел к выводу, что приставка работает без каких-либо ошибок. Припаял к ней все недостающие разъемы. Поставил штатное ПЗУ. Исправил подключение пищалок: обрезал под пищалками дорожку и соединил их с конденсатором через резистор на 22 Ом с обратной стороны платы. Вот такой получилась игровая приставка Эльф:
При включении приставки на экране можно отобразить симпатичную заставку, для этого надо удалить перемычку JP5:
Вот две фотографии заставки, когда буду снимать видеообзор, то покажу работу заставки в динамике:
Без картриджа в приставке содержится три базовые игры: Вертолет, Спасатель и Гонки. Вот они на следующих трех фотографиях:
Все проблемы, которые я описал, касаются исключительно моего варианта приставки и, скорее всего, не возникнут при сборке такой же. В целом хочу сказать, что отсутствие ошибок на плате, если не считать двух резисторов на 22 Ом, очень облегчает сборку и наладку. Обычно такие компьютеры запускаются сразу из коробки.
Теперь пора заняться картриджем...
Продолжение следует...