Z80

Dieser Seite schildert meine Erfahrungen bei der Herstellung eines Z80-Mikrocomputers, kann aber auch als Bauanleitung verwendet werden. Auf Bilder klicken um eine größere Version anzuzeigen.

Der Z80 wurde von der Firma Zilog, Inc. entworfen und ist im Verhältnis zur absoluten Größe des Marktes der weltweit meistverkaufte Mikroprozessor. Heutzutage ist er in eingebetteten Systemen sehr beliebt und hat große Verbreitung. [Quelle: Wikipedia]

Planung

Die Platine sollte folgende Funktionen bereitstellen:

Z80-Prozessoren arbeiten zwar inzwischen mit bis zu 20Mhz aber aus Nostalgie kommt das natürlich nicht in Frage ;). Der erste Entwurf, der hier fotografisch dokumentiert ist, enthielt noch ein paar Fehler, die aber mittlerweile sowohl im Schaltplan, als auch im Layout korrigiert sind.

PDF-Versionen vom Schaltplan und Platinenlayout.

Belichten

Zum Belichten des Platinenmaterials habe ich Inkjet-Folie mit einem HP DeskJet bedruckt. Man muss etwas rumprobieren, um die richtigen Einstellungen zu finden, denn ohne ein deckendes Schwarz funktioniert hier gar nichts. Am besten dem Drucker vortäuschen, dass Hochglanz-Fotopapier bedruckt wird, die Folieneinstellung liefert schreckliche Ergebnisse..

Die Belichtungszeit lag bei mir bei ca. 6-7 Minuten, das hängt allerdings stark von der verwendeten UV-Lampe, dem Platinenmaterial und vor allem dem Abstand ab (Belichungszeit erhöht sich quadratisch bei linearer Zunahme der Entfernung!)

Damit beide Seiten genau aufeinander liegen, habe ich auf dem Platinenlayout links oben und rechts unten ein unbenutztes Pad plaziert, durch die noch unbelichtete Platine zwei dünne Löcher gebohrt und beide Folien mit Nadeln an den Löchern fixiert.

Entwickeln

Zum Entwickeln taugt verdünnte Natronlauge (Schutzbrille, Handschuhe!). Rechtzeitig rausnehmen, sonst werden auch Lackbereiche entwickelt, die auf dem Kupfer bleiben sollen.

Und noch eine Nahaufnahme der Platine - hier ist gut zu sehen, wie sich durch das Entwickeln an allen belichteten Stellen der Fotolack abgelöst hat und das Kupfer hervortritt.

Ätzen

Geätzt habe ich mit einer Schaumätzmaschine und Eisen-(III)-chlorid (600g auf 1 Liter), es geht aber auch in einer Wanne und dafür heißer Ätzlösung. Immer mal wieder nachschauen, wenn es wie im zweiten Bild aussieht, geht das Ätzen höchstens noch 1 Minute.

Verzinnen

Dieser Schritt ist optional, aber sehr zu empfehlen, da das Kupfer ansonsten innerhalb von wenigen Tagen oxidiert. Die Platine ist mit dem Zinn auch viel einfacher zu löten. Ein gutes Verzinnungsbad gibt es hier, es arbeitet rein chemisch (d.h. keine Galvanik).

Bestücken

Die Bauteil- und Bestückungslisten sind hier und hier. Das Einlöten ist relativ unkompliziert (bis auf die 2 SMD-TTLs - aber mit etwas Flussmittel klappt auch das).

Testen

Das obere Bild zeigt das Programmieren des EPROMs. Inzwischen habe ich noch eine Hex-Tastatur mit 4x20-Zeichen LCD-Display angeschlossen. Das Board funktioniert - Bilder davon kommen noch.