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09.03.2026, 12:53 Uhr
kph1959
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Die Entstehungsgeschichte des PIO-Modul-K1520 V2.7 08.03.2026
Bei meinem Aufbau des Z9001 / KC87 ab den Jahr 1985 war auch immer eine 2-fach PIO Karte dabei.
Diese wurde von mir um ein EPROM Programmiergerätes ergänzt. Schaltung gabt es nicht, nur ein Datenblatt eines 27C64 aus dem „Westen“. Dies war die Basis. So wurde mit HEX Datenblatt und Taschenrechner die Software geschrieben und die Taktung berechnet. Assembler kannte ich zu dem Zeitpunkt nicht.
Dann kam ab 2024 das Retrofieber mit dem Z80. Inzwischen aufgebaut:
Kramer MC, KC87-2020 modular, KC87.21 V2.1 Desktop, Z1013-64 V3.02 Desktop, LLC2-2021 V2.00
und ein TEC-1G.
Es entstand dann auch der Wunsch, eigene Karten zu erstellen und fertigen zu lassen.
Dazu bot sich Kicad an. Der Schaltplan wurde von mir vor einem guten Jahr erstellt. Dafür hatte ich ca. 3 Tage benötigt. Es war ein komplettes einarbeiten mit Sichtung von Dokumentationen und Videos.
Dann sollte die Karte erstellt werden. Als ich dann die Netzverbindungen gesehen habe, hatte ich das Handtuch geworfen.
Dann vor einigen Wochen den nächsten Anlauf unternommen. Bin dann systematisch an die Erstellung der PCB heran gegangen. Wieder 3 Tage benötigt bis zur Fertigstellung.
Das Ganze war für mich eine Übung zum Erlernen von Kicad. Es sind immer noch einige Sachen in Schaltung und PCB welche geändert werden könnten.
Es ist alles ist im Zollraster erstellt. Falls eine Originale PIO U855 eingesetzt wird es etwas eng beim Stecken, geht aber.
Inzwischen habe ich ein Gefühl bekommen für Leiterbahnbreite, Vias und Abstände. DRC lief zum Schluss ohne Fehler. Für den Systemverbinder ist ein DIN2x32 AC verwendet. Habe auf den EFS Verbinder verzichtet, da mit „etwas“ Gewalt diese auch auf das Lochraster passen.
Eine Optimierung der Kartengröße ist sicherlich noch möglich aber hier nicht geplant.
Ein Designfehler hatte sich eingeschlichen, die Bauteile für die Adresskodierung waren falsch Positioniert, die elektrischen Verbindungen aber richtig.
Hier die Stückliste – iBoom
Es gibt deshalb eine Revision V2.8 mit einigen kleinen Änderungen.
Die Karte ist inzwischen produziert und bestückt worden. Beim Testen hatte sich der Fehler der vertauschten Bauteile erst gezeigt. Ansonsten gab es keine weiteren Probleme. Getestet wurde mit den Rechnern KC87.21 V2.1 und Z1013-64 V3.02.
Funktionsbeschreibung PIO-Modul-K1520 V2.7
J2 / J3 Adressauswahl PIO 1/2
Es werden alle Adressbits zur Kodierung verwendet, dadurch gibt es immer eine eindeutige Zuordnung zur PIO.
Brücke Jumper gesetzt, Adresse geht auf „L“, sonst offen „H“
A2 – 1 - 2
A3 – 3 - 4
A4 – 5 - 6
A5 – 7 - 8
A6 – 9 - 10
A7 – 11 – 12
Zum Beispiel:
Adresse A2, A3 Jumper, A4, A5, A6, A7 offen => Adresse PIO1: F0H bis F3H
F0H / (240) – Kanal A Select
F1H / (241) – Kanal B Select
F2H / (242) – Kanal A / H = Steuerwort für PIO1A / L = Datentransfer CPU – PIO1A
F3H / (243) – Kanal B / H = Steuerwort für PIO1B / L = Datentransfer CPU – PIO1B
Adresse A3 Jumper, A2, A4, A5, A6, A7 offen => Adresse PIO2: F4H bis F7H
F4H / (244) – Kanal A Select
F5H / (245) – Kanal B Select
F6H / (246) – Kanal A / H = Steuerwort für PIO2A / L = Datentransfer CPU – PIO2A
F7H / (247) – Kanal B / H = Steuerwort für PIO2B / L = Datentransfer CPU – PIO2B
Einfacher Test zur Ansteuerung mit dem ZM30:
QOF2 0F - setzen Steuerwort für PIO1A für Byteausgabe
Da die PIO Ausgänge aktiv werden auf „L“ gehen werden alle LED des Portes angesteuert
QOF0 FF - Setzen des PIO1A Port auf „H“ Pegel
Die LED gehen alle wieder aus, da über Daten Port auf „H“ gesetzt
Einfacher Test zur Ansteuerung mit Basic:
OUT 242,15 - setzen Steuerwort für PIO1A für Byteausgabe
Da die PIO Ausgänge aktiv werden auf „L“ gehen werden alle LED des Portes angesteuert
OUT 240,255 - Setzen des PIO1A Port auf „H“ Pegel
Die LED gehen alle wieder aus, da über Daten Port auf „H“ gesetzt
J6 IEI/IEO Interrupt Enable
Einige Systeme verwenden die Interruptkette im Z80 System. Um flexibel zu sein kann dieser durchgeschleift werden oder auf der Karte aktiviert werden
Brücke 1 – 2 durchgeschleift, nicht verwendet vom Bord
Brücke 1 – 3 und 2 – 4 Einbindung Bord in die Interruptkette
SIL Widerstände
RN3 – RN6 alternativ zu bestücken, wenn der Port als Eingang verwendet werden soll
RN7 – RN9 alternativ zu bestücken, wenn die LED zur Portanzeige genutzt werden sollen
Die LED können auch entfallen, wenn diese nicht benötigt werden. Diese belasten den Portausgang mit ca. 0,8mA. Die maximale Belastung hängt von der PIO ab, ob CMOS oder NMOS.
Die LED können auch durch entfernen der SIL RN9 bis 9 abgeschaltet werden.
J4 / J5 Portausgänge PIO1/2
Die kompletten Portsignale sind auf jeweils einen Steckverbinder gelegt. Dazu gehören auch die Handshake Signale. Es wurde aus Kostengründen bzw. einfachhalber zu den Pfostensteckern gegriffen, da von außen mit einfachen Steckern und Flachbandleitung zu den weiteren Anschlüssen die Verbindung hergestellt werden kann.
1 - +5V Ausgang
2 - /ASTB – Eingang
3 - Port A0
4 - Port A1
5 - Port A2
6 - Port A3
7 - Port A4
8 - Port A5
9 - Port A6
10 - Port A7
11 – GND
12 – ARDY – Ausgang
13 – offen
14 - offen
15 - +5V Ausgang
16 - /BSTB - Eingang
17 - Port B0
18 - Port B1
19 - Port B2
20 - Port B3
21 - Port B4
22 - Port B5
23 - Port B6
24 - Port B7
25 – GND
26 – BRDY – Ausgang
Viele Grüße vom
Klaus-Peter
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Mein "Schätzchen" aus 1986 https://z9001-kc87-nachbau1986.jimdosite.com/
Dieser Beitrag wurde am 09.03.2026 um 12:59 Uhr von kph1959 editiert. |
