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标题: DIY 6502/W65C02小单板机 - 刚点了个闪烁灯 [打印本页]

作者: liccil 时间: 2019-4-7 14:16
标题: DIY 6502/W65C02小单板机 - 刚点了个闪烁灯
本帖最后由 liccil 于 2019-4-8 20:58 编辑

这段时间一直在看8-bit guy的视频，这老哥经常玩康懋达的C64 VIC-20一类的机器。这类机器的cpu都是经典的老8bit芯片，正好最近比较空闲，于是就diy了一块小核心板感受一下8bit纯处理器是什么样的。

x度和x宝上搜索了一下发现W65C02好像比较现代一些，cmos工艺功耗也低，最高主频可以开到14MHz，那些七十年代的老NMOS6502芯片最高也只能上到1MHz左右。
从手册上直接能看出来芯片是0.8微米工艺，还是够古老的。关键是这个芯片支持低电压操作，大家都知道纯处理器不叫单片机，因为这个东西真的仅仅是个处理器--没有rom 没有ram 没有GPIO
UART剩下的外设都没有，只有地址线和数据线，读写信号和一些乱七八糟的信号，需要用74xx芯片做地址译码器。这部分东西太闹心了，所以找了一片3.3V的CPLD做地址译码，顺便可以做一些其他功能，例如外挂单片机单步调试、或者用ram做程序存储器，使用外挂单片机-cpld去配置ram，老芯片实现isp下载比拔来拔去爽的多。
电路图的话，用bing一搜索一大堆。我主要参考了一下grant的6502小系统电路，试试能不能跑起来。
http://searle.hostei.com/grant/6502/Simple6502.html

[attach]123882[/attach]
他这个电路用了6502芯片做主处理器，6502芯片和6501（貌似是兼容摩托罗拉6800）区别主要是带了内置的时钟发生器，只要给6502芯片输入一个时钟（据B站上视频讲，NMOS的6502不仅功耗大，由于内部结构的原因不能实现纯静态操作，就是时钟频率不能无限低），芯片的两个时钟输出就可以产生时钟脉冲信号，通过一些简单的组合逻辑的操作就可以驱动8080总线的器件（例如熟悉的62256 28256一类的）。由于16位寻址空间的限制，最多能访问64kB的地址空间，因此分配了32KB的RAM和16KB的ROM，剩下16KB可以用作IO地址空间。

6502上电复位后程序计数器会指向0xFFFC，就是reset向量。在0xFFFC 和 0xFFFD位置放上低8位和高8位地址数据，cpu就会跳到指定的地址开始执行程序。当然实际存储在ROM的地址范围是0-3FFF（对应cpu是$C000-$FFFF）。

[attach]123906[/attach]
上面的图是初版。没有gpio实在是不能忍，点个灯都点不了。所以给它配了个6522。这个芯片是GPIO芯片（VIA），可以转换出两路8位并行IO和两组串行io（类似spi）。最上的芯片是MC68B50，6800总线的ACIA芯片（其实是个UART收发器），两片RAM一片存储程序，一片是纯RAM。最右侧当然是大名鼎鼎的6502。紧跟着是12864接口，打算装个液晶放放烂苹果，以后再说。

[attach]124006[/attach]
rom/ram

[attach]123982[/attach]
右上角最显眼的是一片EPM240T100C5，大家都熟悉的cpld芯片。可以方便的设计里面的逻辑，这要是用74xx 想要修改怕是得切割板子了，而且复杂的逻辑也实现不了。
cpld左侧是一片stm32 这个片子当时设计是为了给程序ram在线下载代码用的，但是..还没有做。毕竟这部分算是调试器，先让电路跑起来再说
50M晶振用cpld分频给时钟信号等等杂活就给cpld干了

[attach]124008[/attach]
地址译码什么的用verilog 或者直接画就完事了这个图里面给VIA（6522）地址译码范围是$8000-$800F
其中包括IO方向寄存器，IO值寄存器，还有定时器什么的

[attach]123957[/attach]
debug过程..简单写了个程序发现，根本不跑。用示波器看了一下数据线波形上升巨烂。拉几个上拉电阻吧，顺便把cpld的未用io设置成弱上拉。
折腾了几天发现好像是汇编器有问题（使用不当？），org指定的位置是乱的还有刚才提到的cpu地址和实际地址问题，一开始都没发现。

直到某天晚上突然能点灯了，发现这个硬件踩了几个坑（数据线驱动能力时钟频率供电汇编器的指定地址）..
最坑的一个事情是这货的地址线波形特别怪这个65C02如果A0-A9输出高电平就是高，低电平不是一直低，而是GND和Phase2时钟取或? A10-A16刚好相反，我还以为cpu是坏的？跑飞了？时钟太高？供电不足？
最后发现是正常的。

附上一个闪烁灯的汇编代码

MAIN:       LDA #$FF ;向累加器A存0xFF

            STA $8002 //让6522的b口全部输出

      STA $8003 //a口全部输出

DELAY:  LDX #$FF //累加器x存储FF

DLA:       LDY #$FF  //累加器Y存储于FF

DLB:       DEY //Y-=1

      BNE DLB //如果Y-1不是0 跳转回DLB

      DEX //X-=1

      BNE DLA //如果X-1不是0 跳回DLA

      LDA #$FF //累加器A存FF

      STA $8000 //输出到PA

      STA $8001 //输出到PB

      LDX #$FF //延时

DLC:       LDY #$FF

DLD:       DEY

      BNE DLD

      DEX

      BNE DLC

      LDA #$00  //累加器A存00

      STA $8000 //输出到PA

      STA $8001 //输出到PB

      JMP DELAY //循环

在主频3.125MHz下，以上代码控制的灯闪烁频率大概3Hz左右。

作者: geekehuang 时间: 2019-4-7 15:16
楼主动手能力强

作者: guangqu 时间: 2019-4-7 19:05
这个单片机玩的人很少啊

作者: liccil 时间: 2019-4-7 20:00

guangqu 发表于 2019-4-7 19:05
这个单片机玩的人很少啊

古代cpu了要点个灯至少要三个芯片:6502CPU,6522VIA,一个并行的程序存储器

作者: liccil 时间: 2019-4-7 20:22
花了俩小时改了一下cpld逻辑和写了一下stm32的程序，现在可以实现开机后自动配置程序ram，配置结束后6502即运行。
[attach]124570[/attach]

作者: junyee 时间: 2019-4-8 08:54
以前手机上拆的 nor-flash 在这里能用上吧.. :biggrin:

作者: liccil 时间: 2019-4-8 09:06

junyee 发表于 2019-4-8 08:54
以前手机上拆的 nor-flash 在这里能用上吧..

老手机的NOR还真可以用

作者: jinpf 时间: 2019-4-8 10:33
这CPU是不是以前红白游戏机上用的那个？

作者: infozx 时间: 2019-4-8 10:37
厉害了，大神，不仅做了个6502电脑，还用32和CPLD配了个启动bios；

作者: infozx 时间: 2019-4-8 10:42
本帖最后由 infozx 于 2019-4-8 10:44 编辑

搜了下W65C02这厂家2013年还在继续出新规格书。楼主真大神，这料都能挑到。

作者: liccil 时间: 2019-4-8 10:56

jinpf 发表于 2019-4-8 10:33
这CPU是不是以前红白游戏机上用的那个？

不大一样红白机的是理光RP2A03 引脚不同而且还带有一些其他外设

作者: liccil 时间: 2019-4-8 11:04

infozx 发表于 2019-4-8 10:42
搜了下W65C02这厂家2013年还在继续出新规格书。楼主真大神，这料都能挑到。

看老外玩老cpu 就也买了一些玩玩情怀项目感觉实用性不大

作者: liucum 时间: 2019-4-8 14:19
很牛啊，会汇编语言很高端的样子。汇编语言是执行效率最高的机器语言了吧？

作者: sz1988 时间: 2019-4-9 17:39
本帖最后由 sz1988 于 2019-4-9 17:41 编辑

20多年前做过65xx系列的软件开发，游戏机的一个6527，加了PPU作图形处理吧，汇编语言，都快忘光了

作者: erik0 时间: 2019-4-10 13:18
厉害
只用过中华学习机的小汇编

作者: yanghc 时间: 2019-4-11 13:32
一看就是高手，而且是有情怀的牛人，严重关注着，有时间时间也跟着做一个。

作者: jcdzxh 时间: 2019-4-20 16:17
大隐隐于市，敬佩

作者: zxy882266 时间: 2019-9-21 09:44
当年我买了一块6502单板机,后来游戏机可以编程就买了本F-BASIC,到现在也没研究好,输入全是二进制码

作者: liccil 时间: 2019-9-21 20:28

zxy882266 发表于 2019-9-21 09:44
当年我买了一块6502单板机,后来游戏机可以编程就买了本F-BASIC,到现在也没研究好,输入全是二进制码 ...

同感
设计这个板子时候还打算搞个DMA控制器读SD卡放badapple 可奇怪的是点完了闪烁灯之后却忽然没了动力
让板子去吃灰了

作者: zxy882266 时间: 2019-9-22 10:30

liccil 发表于 2019-9-21 20:28
同感
设计这个板子时候还打算搞个DMA控制器读SD卡放badapple 可奇怪的是点完了闪烁灯之后却忽然没了动力 ...

扔了吧，怀旧一下，这里是BG6IB

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