Z80-PIO für den ZX81

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siggi
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von siggi » 27.11.2015, 08:57

PokeMon hat geschrieben:
tokabln hat geschrieben:Bei dem gezeigten IC Sockel liegen +5V an Pin 20 und GND an Pin 40.
Wirklich ? Ist da eine Batterie eingebaut ? :mrgreen:
Das nicht. Aber vielleicht wird der Sockel mit geladenem Kondensator ausgeliefert...
:mrgreen:
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von msch » 27.11.2015, 11:51

tokabln hat geschrieben: nein, da die PIO ihren 5V und GND Anschluß nicht dort hat, wo der Kondensator angeschlossen ist.
... ich frage mich gerade für welche ICs dieser 40polige Sockel mit Kondensator überhaupt verwendet werden kann. Die Z80-CPU hat die 5V und GND auch wieder an anderen Pins...
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von tofro » 27.11.2015, 12:20

Passt für ein paar Atmel-MCUs im DIL40-Gehäuse (was hier aber gefälligst keinen interessiert ;) )

Gruß
Tobias
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Joachim
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 27.11.2015, 12:27

Ich war fleißig und habe sowohl das Layout angepaßt als auch die Kondensatoren angelötet.
Das Layout würde bei einer Neuauflage so aussehen:
PIO_V_2_0_Bestückungsseite.jpg
PIO_V_2_0_Bestückungsseite.jpg (344.34 KiB) 1883 mal betrachtet
PIO_V_2_0_Lötseite.jpg
PIO_V_2_0_Lötseite.jpg (332.32 KiB) 1883 mal betrachtet
Die Spannungsversorgungsleiterbahnen sind nun 0,6 bzw. 0,8 mm breit. Alles wurde so umgebaut, dass diese Bahnen nicht dünner gemacht werden mußten, weil sie zwischen zwei Pins durch müssen. Masseflächen habe ich auch dazu.

Die 100-nF-Kondensatoren habe ich so angelötet:
Kondensatoren.jpg
Kondensatoren.jpg (477.58 KiB) 1883 mal betrachtet
Das war zunächst die schnellste Möglichkeit um gleich zum Testen zu kommen.
Leider hat sich an dem Verhalten nichts geändert, obwohl ich auch die IC alle auf 'LS' umgestellt habe.
Trotzdem müssen die Kondensatoren hin.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 27.11.2015, 12:46

Joachim hat geschrieben:Leider hat sich an dem Verhalten nichts geändert, obwohl ich auch die IC alle auf 'LS' umgestellt habe.
Trotzdem müssen die Kondensatoren hin.
Hast Du mal mit 3.25 MHz getestet (siehe Anleitung aus einem meiner vorhergehenden Posts) bzw. hast Du mal eine schnellere 6 MHz PIO versucht ?
Bzw. nur eine der 8 LEDs einzuschalten ?

Der ZXmore verwendet die IO-Adressen $7C-$7F mit derzeitiger "Konfiguration" bzw. bzw. genau genommen alle Adressen mit A7=0.
Kann man in der nächsten Version auf eine andere Adressleitung ändern (A3-A7).
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von siggi » 27.11.2015, 12:56

Hallo Joachim
ich würde noch Kabel zur Verbesserung der Stromversorgung (GND, +V) vom Stecker zu den ICs ziehen (die betroffenen Pins hast Du ja schon durch Kondensatoren markiert :wink: )
Und wo die Anschlüsse der Kondensatoren nahe an anderen Pins vorbeigehen (beide ICs links unten) ziehe ich eine Isolierung (abgezogene Ummantelung einer dünnen Litze) über die Anschlußdrähte.

Gruß
Siggi
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 27.11.2015, 14:51

@Karl: Bei 3,25 MHz läuft alles bestens. Nur bei 6,5 MHz treten diese Erscheinungen auf. Bei dieser Taktrate kann ich beide Displays ansteuern, wenn der Binärwert nicht größer als 15 ist. Ich habe eine NMOS PIO für knapp 6,2 MHz eingebaut.
Immer noch ein Rätsel: die alte Platine ohne Kondensatoren mit einer 4 MHz-PIO läuft tadellos. Sind das wirklich die Drahtbrücken?

@Siggi: Guter Vorschlag, mit der Isolierung. Auch die separate Spannungsversorgung werde ich nachrüsten.

@Mathias: die kleinen Monitore sind unterwegs.

@alle, die diese Platine haben: keine Sorge, die PIO läuft bei normaler Zeddy-Geschwindigkeit tadellos.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von tokabln » 27.11.2015, 17:20

An die Spaßvogelfraktion,

hab meine technische Ungenauigkeit bezüglich des 40 Pin IC Sockels korregiert :mrgreen:
Lieben Gruß Torsten
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 27.11.2015, 17:35

Joachim hat geschrieben:@Karl: Bei 3,25 MHz läuft alles bestens. Nur bei 6,5 MHz treten diese Erscheinungen auf. Bei dieser Taktrate kann ich beide Displays ansteuern, wenn der Binärwert nicht größer als 15 ist. Ich habe eine NMOS PIO für knapp 6,2 MHz eingebaut.
Immer noch ein Rätsel: die alte Platine ohne Kondensatoren mit einer 4 MHz-PIO läuft tadellos. Sind das wirklich die Drahtbrücken?
Keine Ahnung - ich werde selbst testen mit Deiner Platine sobald meine PIOs eingetroffen sind.
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von ZX-Heinz » 27.11.2015, 18:32

@Joachim: Sag mal, auf dem Foto sieht es zwischen Pin 30 und Pin 31 etwas verkleckert aus, vielleicht ist dort ein Feinschluss?
Probier doch mal 129=128+1 statt 255 oder 15.
Gruß, Heinz

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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von tokabln » 27.11.2015, 21:20

Ich mag mit meiner Vermutung falsch liegen, aber die Lötstellen am Port B sehen zumindest auf dem Foto nicht gut aus. Ggf. würde ich noch mal alle überprüfen und eventuell nachlöten. Speziell der 3. und 5. Pin von links ausgehend sehen für meinen Geschmack sehr nach kalter Lötstelle aus. Auch gibt es einige Stellen auf der gezeigten Platine wo es sehr nach Lötzinnspritzern aussieht, die ggf. Kontakt zum Nachbarpin haben z.B. am Portstecker Pin 12 und 13 von links aus gezählt.

Wie gesagt, reiner Spekulatius...

Nachtrag: hast Du mal versucht jede der LEDs nacheinander und einzeln anzusteuern (Lauflicht) um zu sehen ob diese generell angesteuert werden ?
Lieben Gruß Torsten
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 28.11.2015, 11:11

Ich denke mal, dass Joachim löten kann. Sonst hätte er den ZXmore sicher nicht zum Laufen gebracht.
Kontrolle in der Richtung kann sicher nicht schaden, manchmal kommt das auf Fotos aber auch anders rüber. :wink:
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von msch » 28.11.2015, 11:38

Naja, Joachim schrieb:
Der Postbote hatte sie noch in der Hand, als ich die erste schon bestückt hatte.
:mrgreen:
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 28.11.2015, 13:56

Es ist wirklich schwierig, so eine Platine zu fotografieren. Mit Blitz ist alles überstrahlt, mit dirketer Beleuchtung wird's auch nicht besser. Also knipse ich immer mit meiner einfachen Kamera bei Zimmerbeleuchtung. Was man da so als 'Kurze' oder 'Kalte' sieht ist entweder das getrocknete und glänzende Flußmittel oder das Lot, das unterschiedlich Licht bekommt. Ich habe alle euere Hinweise kontrolliert und alles sieht sauber aus, auch wenn's auf dem Foto anders scheinen mag.

Man kann bei 6,5 Mhz alle LED einzeln ansteuern. Wäre irgendwo ein Kurzschluß oder eine fehlende Verbindung, wäre das nicht möglich. Das Problem tritt nur auf, wenn es mehrere LEDs gleichzeitig an beiden Ports sind, die mit dieser Taktrate angesteuert werden sollen. Bei normaler ZX81-Geschwindigkeit läuft die PIO völlig problemlos.

Was mir bei den Tests noch aufgefallen ist: wenn ich das Lauflichtprogramm ca. 3 Minuten laufen lasse, dann bricht es ab und meldet eine nicht definierte Variable. Prüft man dann weiter, stellt man fest, dass eine Laufvariable, die von 1 bis 8 definiert ist, den Wert -2 hat. Es ist aber nicht immer die gleiche Zeile, die mit einem Fehler gemeldet wird. Auch da bleibe ich dran und teste mit verschiedenen Powermodi bzw. ohne Instanzenkontrolle. Kann mich auch getäuscht haben. Bei anderen Zeddies läuft das Programm 'stundenlang'.

Auch werde ich heute noch am ZXmore die Multiport-Karte (drei PIO plus eine RS232) anstöpseln und mal sehen, was da passiert. Zuvor aber löte ich noch die Kabel für die IC-Spannungsversorgung an. Ich würde mich in den Allerwertesten beißen, wenn es die Drahtbrücken sind, die den Unterschied machen.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von ZX-Heinz » 28.11.2015, 16:19

Joachim hat geschrieben: Man kann bei 6,5 Mhz alle LED einzeln ansteuern. Wäre irgendwo ein Kurzschluß oder eine fehlende Verbindung, wäre das nicht möglich. Das Problem tritt nur auf, wenn es mehrere LEDs gleichzeitig an beiden Ports sind, die mit dieser Taktrate angesteuert werden sollen. Bei normaler ZX81-Geschwindigkeit läuft
Hallo Joachim. Jede LED zieht fast 10mA, 16 Stück also 150mA. Das ist eine ganze Menge bei fehlendem Pufferelko auf der Platine. Spendier dem board mal einen 100 microF, und berichte dann mal. Gruss, Heinz

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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 29.11.2015, 16:07

Das Problem ist zwar noch nicht gelöst, es gibt aber erstaunliche Beobachtungen.
Zunächst habe ich den Elko eingelötet. Der brachte auch keine Verbesserung.
Bevor ich die Spannungsversorgung noch mit Litzen verstärken wollte, probierte ich noch einen Modus aus und zusammenfassend läuft folgendes ab:
Das Programm speichert in einer DIM-Variablen die Binärwerte, die ausgegeben werden sollen (eine Berechnung on the fly dauert zu lange). Dann wird der Wert einem MC-Teil übergeben, der dann diesen Wert an die PIO ausgibt. Soweit der einfache Ablauf des Programmes.
Im Modus 3,25 MHz und SLOW : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt.
Im Modus 3,25 MHz und FAST : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt.
Im Modus 6,5 MHz und SLOW : nichts läuft wie geplant. 16 LED können nicht gleichzeitig angezeigt werden
Im Modus 6,5 MHz und FAST : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt!!!!!!
Auch wenn ich in letzterem Modus den Wert 255 an beiden Ports lange Zeit ausgeben will, leuchten alle LED sofort und dauerhaft. Eigentlich ein Zeichen dafür, dass die Spannung nicht einbricht. Auch die PIO kommt offensichtlich mit der Taktrate klar. Seltsam.
Einen Programmausstieg mit seltsamer Fehlermeldung habe ich nicht gehabt. Der Test läuft aber noch.

Die Multiportkarte konnte ich nicht ausprobieren. Der ZXmore versteht sich offenbar nicht mit ihr. Es kommt zwar der Begrüßungsbildschirm, jedoch erscheint nach der Anwahl der 1. Instanz (Sh+Sh+1) kein Cursor sondern ein schwarzes 8x8-Klötzchen in der Mitte des Screens. Tasten werden dann nicht mehr angenommen. Da muß ich mal sehen, ob die Multiportkarte, die ich zum Testen hatte, auch an anderen Zeddies (z.B. ZX81NU) nicht will oder ob man der Mulitportkarte noch irgendwelche Signale, die sie sonst von einem ZX2000 oder ZX-giant bekommt, vorgaukeln muss.

Nachtrag:
Nach über einer Stunde ist der ZXmore nicht ausgestiegen. Die Multiportkarte lief auch am ZX81NU nicht. Auch da kommt der Begrüßungsbildschirm. Nach Anwahl '1' (ZX81) werden nur drei Spalten angezeigt. Auf den restlichen Spalten sind wirre Zeichen. Tastatureingaben sind möglich.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 29.11.2015, 18:00

Joachim hat geschrieben: Im Modus 3,25 MHz und SLOW : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt.
Im Modus 3,25 MHz und FAST : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt.
Im Modus 6,5 MHz und SLOW : nichts läuft wie geplant. 16 LED können nicht gleichzeitig angezeigt werden
Im Modus 6,5 MHz und FAST : alles läuft wie es soll. Auch 16 LED werden gleichzeitig angezeigt!!!!!!
Sind die Ergebnisse alle am ZXmore ?
Mit FAST und SLOW meinst Du den FAST bzw. SLOW Modus von BASIC ?
Möglicherweise hat die Karte oder auch nur die PIO ein Problem mit der Clock Umschaltung.
Bei 6.5 MHZ im FAST Modus ist die Bildschirmanzeige abgeschaltet und eine Clock Umschaltung findet nicht statt.
Bei 3.25 MHz findet generell keine Clock Umschaltung statt.

ich werde mir das nochmal genauer ansehen.
Vielleicht ist es auch ein Timing Problem.
Programmierst Du in BASIC oder Assembler ?
Kannst Du mal einen Code Abschnitt posten, wie Du die LEDs genau ein und wieder ausschaltest ?
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Joachim
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 29.11.2015, 18:57

Hallo Karl,
ja, alle Ergebnisse sind am ZXmore. Richtig, mit FAST und SLOW meinte ich die ZX81-BASIC-Befehle.

In der dimensionierten numerischen Variablen A stehen die Werte, die als Muster ausgegeben werden sollen.
Mit der BASIC-Schleife
for i = 1 to 8
poke 16521,A(i)
rand usr 16514
next i
werden die Werte ausgegeben.
Hinter rand usr 16514 steckt:
ld a, $0f ;Steuerwort für Ausgabe an den Ports ausgeben
out $d7, a ;Port A als Ausgabeport initialisieren
out $df, a ;Port B als Ausgabeport initialisieren
ld a, gepokter Wert aus der Basic-Schleife (Adresse 16521)
out $c7, a ; Wert ausgeben an Port A
out $cf, a ; Wert ausgeben an Port B
ret

Zugegeben, nicht sehr performant. War aber als Testprogramm gedacht und man konnte jederzeit neu Einsteigen, ohne sich Gedanken machen zu müssen, ob die PIO schon initialisert war oder nicht. Erst später wurde ein Lauflichtprogramm draus. Dürfte für das Problem aber nicht relevant sein (Mein Gott, was haben wir früher so zusammenprogrammiert. Ich fasse es nicht. Aber schön war's.)

Ich kann das Ganze auch ausschließlich in Assembler programmieren, wird aber wahrscheinlich nichts ändern.

Der Aspekt, dass es mit CLOCK zu tun hat, wäre plausibel. Was mir partout nicht in den Kopf will: warum geht es mit der alten einseitigen Platine?
Ich bin wirklich gespannt, was da mal rauskommt.

PS: wenn du das Programm einlädst, bitte Zeile 96 löschen. Wie die da reinkam ist mir ein Rätsel. RAND USR 8198 bedeutet: speichern auf Diskette bzw. auf Festplatte (so alt sind die Programme schon!)
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von siggi » 29.11.2015, 20:03

Hallo Joachim
ich hatte bei der Kombination von ZeddyNet-Karten mit Sound (Mr. X) ja auch schon rätselhafte Probleme. Grund dafür war, daß das Clock-Signal, das von beiden Karten benutzt wird, durch Reflexion oder was auch immer so zerhaut wird, daß statt HIGH/LOW mit 50% Tastverhältnis nur noch Spikes an der Soundkarte angekommen sind. Lösen konnte ich das mit einem "Busabschluß" von 1KOhm nach +5V an der Clock-Leitung:
viewtopic.php?f=2&t=1116&p=12355&hilit= ... %9F#p12355

Vielleicht kommt es nun ja auf der neuen Platine durch andere Leiterbahnführung (oder andere parasitäre Kapazitäten) des Clock-Signal bei 6,5 MHz zu ähnlichen Problemen??? Graf Oszi kann da mehr sagen.

Gruß
Siggi
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 29.11.2015, 21:49

Auf die Schnelle ist es mir auch ein Rätsel.
Warten wir ab bis meine PIO Karte funktioniert (PIO angekommen ist). :wink:
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 29.11.2015, 22:50

Ich komme erst morgen Abend dazu, mit dem Grafen zu plaudern. Ein Blick auf die alte und neue Platine zeigt: die Clock-Leiterbahn ist auf der Alten doppelt so lange wie auf der Neuen und auf der Alten hat diese Leiterbahn unmittelbar vor dem Pin an der PIO eine große Kupferfläche. Außerdem ist sie nun auf der Bestückungsseite. Sprich, die Clock-Leitung ist eine der wenigen Leiterbahnen (unter den Signalleitungen die einzige), die ich verändert habe.
Da bin ich morgen mal gespannt.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 30.11.2015, 19:31

Ich habe heute das Clock-Signal gemessen. Alle Messungen bei 6,5 Mhz und SLOW-Modus (BASIC-Befehl SLOW). Das Testprogramm ist dabei NICHT geladen gewesen. Die PIO war NICHT angesteckt:

1. Bild: gemessen an PIN 6 der Z80-CPU (Clock)
Im Single-Mode sieht man ein Rechtecksignal. Die Flanken sind zittrig aber steil
ohne 1K an Pin 6 CPU.jpg
ohne 1K an Pin 6 CPU.jpg (76.8 KiB) 1634 mal betrachtet

2. Bild: gemessen an CLOCK-Signal auf der Kontaktleiste (Unterseite, 3. Kontakt nach Kerbe)
ohne 1K an Kontaktleiste.jpg
ohne 1K an Kontaktleiste.jpg (66.75 KiB) 1634 mal betrachtet

PIO wurde nun angesteckt. Testprogramm noch nicht geladen.
3. Bild: gemessen an VG64-Leiste mit 1K-Widerstand nach +5V
mit 1K.jpg
mit 1K.jpg (78.69 KiB) 1634 mal betrachtet
Bei geladenem und laufendem Testprogramm (PIOC7CF.p) ist das Lauflicht deutlich langsamer, sobald ich mit dem Prüfstift des Oszi Kontakt aufnehme.
Wenn ich dabei auch noch das CLOCK-Signal mit 1K nach +5V ziehe, bleibt das Lauflicht stehen. Nach Lösen dieser Verbindung läuft es wieder langsam.

Schätze, ich muss das CLOCK-Signal auf dem ZXmore verfolgen und rausfinden, warum es so abgeschwächt wird.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 30.11.2015, 21:10

Naja - 1k ist schon recht stramm - das wären dann 5mA wenn es auf low gezogen wird.
Mir ist aber gerade was eingefallen, das Clock Signal wird über einen 1k Widerstand auf den Edge Connector geführt.
Insofern ist das Verschleifen durchaus normal, das Oszilloskop hat ja auch nochmal einen kapazitiven Anteil.

Gemacht habe ich das eigentlich, weil ich das Clock Signal ggf. durch ein externes Modul übersteuern möchte (das geplante Spectrum Modul mit exakt 7 MHz Clock anstatt 6.5 MHz). Du kannst mal R24 auf der Platine suchen und überbrücken. Ist unten ganz rechts nahe dem Keyboard. :wink:
Dateianhänge
ZXmore-V11- Schematic.pdf
(300.37 KiB) 28-mal heruntergeladen
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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von Joachim » 01.12.2015, 13:51

Hallo Karl,
die Überbrückung brachte keine Verbesserung, außer, dass das Clock-Signal jetzt am Edge so aussieht wie an der CPU. Auch ein Pullup und Pulldown mit jeweils 1K an der Clock-Leitung (Siggis Vorschlag) änderte daran nichts. Dein Platine geht gleich raus. Ich gehe mal davon aus, dass deine Untersuchungen 'am Objekt' zum Erfolg führen werden.
Viele Grüße!
Joachim


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Re: Z80-PIO für den ZX81

Beitrag von PokeMon » 01.12.2015, 14:10

Naja - ich sehe den 1k Widerstand auch nicht als wirklich kritisch, er erklärt aber Deine Messungen oben.
Die PIOs sind da und vielleicht komme ich heute abend noch zum Bestücken. Mir fehlt halt noch der LS138 - der kommt vermutlich morgen zusammen mit den Bauteilen für die Spectrum+ Tastaturplatinen.
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