![如何构建我自己的单板计算机?](https://linux22.com/image/1252246/%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%9E%84%E5%BB%BA%E6%88%91%E8%87%AA%E5%B7%B1%E7%9A%84%E5%8D%95%E6%9D%BF%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%EF%BC%9F.png)
为了好玩,我想自己制作单板计算机,以后可以编程。我知道市面上已经有很多开发套件,由 Altera 和 Xilinx 等公司销售,但我想尝试建造从头开始制作这样的板子。
我的目标是非常简单。它应该有大约 1MHz 的系统时钟、一个 8 位 CPU(不需要片上乘法和除法单元;我可以在软件中模拟它)、一个小 RAM(几 KB 应该足够了)和一个可以存储程序的 EEPROM。我还想连接一些传感器,例如读取房间内的温度。
我读过一些数字设计和 CPU 架构课程,所以我并不担心组件本身。我担心的是互连,特别是如果我需要在它们之间使用电阻器和电容器。我对模拟电路有一些经验,但经验有限。我曾经用一些运算放大器和电阻器制作过自己的电路板,用于控制计算机机箱中的四个风扇。
如果需要的话,我不介意编写自己的编译器,但如果已经有了这样的编译器,事情就会变得容易得多。另外,将程序放到 EEPROM 上可能有点困难……
您是否知道有什么好的书籍、网站或其他资源可以让我了解如何构建自己的单板计算机?任何帮助我都会非常感激。
答案1
我不知道这与主题有多相关,但我无论如何都要回答。
您的第一步是花一些时间浏览每个组件的潜在候选者,并决定要达到多低的级别。您想用分立元件构建 CPU 还是使用预组装的 CPU,或者获得一个将所有基本部件放在一个封装中的微控制器。下一步是获取并阅读您计划使用的每个组件的数据表。通常,您将能够找到一些示例电路和有关您需要使用哪种线圈或电容器的信息。线圈主要用于滤除交流信号,而电容器通常用于滤除直流信号。
下一步是尝试获取某种电路模拟程序。这将使一切变得容易得多。
之后你需要“开店”。为了将数据传送到芯片,你需要一个编程器。最便宜的编程器可以用并行或串行端口制作,而更昂贵的编程器则使用 USB,并附带一个将数据加载到芯片的优秀程序。在这里,如果你获得芯片制造商推荐的编程器,你就不会出错。例如这建议使用一种用于 AVR 芯片。您还需要决定是要制作印刷电路板还是仅使用原型板。如果您要采用 PCB 方式,则需要电子烙铁和相关工具。您还需要决定是找人制作 PCB 还是自己制作。有很多方法可以自己制作 PCB,但其中一些方法需要使用强酸,因此可能非常危险。
您还需要一个适合您决定使用的芯片的 IDE。如果您不知道要使用什么,我无法为您提供太多帮助,但当今大多数流行的芯片都具有至少支持 C 的 IDE。
我知道我的回答不够准确,但除非我知道你实际上打算做什么,否则我无法详细说明。
另外,考虑去https://electronics.stackexchange.com/这个问题。似乎它更适合那里。
答案2
摩托罗拉 MC68HC05 似乎符合您的要求(但还有更多微控制器可以满足您的要求,例如 AnderejaKo 提到的那些)
它的文档还包括工作板的原理图(但您需要绘制和蚀刻自己的电路板,并找出芯片上 I/O 引脚的应用)
我为其编写的唯一软件,我使用从汇编程序到十六进制的手动转换(操作码非常简单),有免费的开发工具。
答案3
在《电子艺术》的学生手册中,他们有一套练习来构建一台非常简单的微型计算机。在这本书和学生手册之间,你应该有足够的知识来构建一台非常简单的计算机。
答案4
最好将其重定向到https://electronics.stackexchange.com/饰演 AndrejaKo著名的已经。我特别推荐两个现有的问答,“微控制器和微处理器有什么区别?”和“从微处理器开始”。
第一部分解释了微控制器和微处理器之间的区别,一般来说,微控制器和微处理器的区别在于硬件的复杂性或集成度(即需要多少个 IC 芯片)。根据您的目标和/或时间和财务资源(硬件往往要花钱),一个小型的简单微控制器单元(例如广受欢迎的Arduino或者它的众多克隆版本之一(以套件形式或已组装好的形式提供)可能是最好的,因为它们的成本约为 25 欧元(30 美元)。
但是,如果您更喜欢构建更像 20 世纪 70 年代末、80 年代初的业余爱好者个人计算机的东西,那么第二个问题(入门...)中的建议可能更符合您的想法。在这种情况下,Zilog Z80 等微处理器可能更适合构建单板计算机 (SBC),因为我相信它是自制计算机爱好者最常用的微处理器,我怀疑 MOS Technology 现在著名的 6502 紧随其后。甚至有许多旧书可供二手使用(英语和西欧语言),描述了使用 Z80、Intel 8080 或 Intel 8051/8052 等微处理器构建 SBC。我在我的答案第二个问题。这种方法通常要求你至少对电子元件有一定的了解(或愿意学习/犯错误),以及电子零件的购买和组装,因为我不认为它们有任何完全的除了在 eBay 上作为收藏品外,SBC 套件或即用型 SBC 仍然可用。