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First Run ZX81+38 Replika läuft nicht

  • Hallo Zusammen,


    hab heute meine erste ZX81+38 Replika fertiggestellt. Das Projekt ist von bigby im Hackup.Net - Artikel beschrieben und stammt ursprünglich von hier.

    Gestern schon den Großteil der Platine bestückt. Siehe unter heute so gebastelt


    Heute dann das Gehäuse gedruckt, die Tastaturfolie laminiert, die Platine fertigbestückt und das ROM-Abbild (dieses hier von dieser Seite) 4x hintereinander in ein 27C256-EPROM gebrannt.

    Vor dem ersten Einschalten nochmal alle ICs auf korrekte Polung (also das keines falschrum im Sockel steckt) gecheckt und natürlich dass überall das korrekte IC drinsteckt.

    Außerdem die Lötstellen auf Sicht geprüft, ob keine vergessen wurde.

    Die Jumper habe ich absichtlich nicht bestückt. Die sind auf sinnvolle Werte und zur Bestückung passend voreingestellt, das sollte eigentlich passen.


    Dann Tastatur, Monitor und Netzteil (5V/2A) angeschlossen und dann kam der First Run.


    Leider ist kein Bild auf dem Monitor erschienen, Blackscreen ohne erkennbaren Sync.


    Hier Bilder:



    Zuerst hab ich mal die 5V an diversen ICs (meist Pin 14 und Pin 7) nachgemessen. Waren 5,04V, das sollte in Ordnung sein.

    Dann mal mit dem Finger geprüft, ob irgend ein IC merklich warm wird. CPU und RAM wird ein bischen warm, die anderen ICs sind relativ kalt.

    Auf irgendwelche Tasten reagiert auch nichts.

    Was soll ich prüfen? Irgendwelche Vorschläge? Vielleicht hab ich auch was übersehen?


    Zur Verfügung stehen ein HM512-Oszi, Multimeter, TL866 Prommer (mit Logic-IC-Tester)


    Viele Grüße

    Manfred

  • Eine sehr gute Beschreibung des ZX81 in "diskreter Technik" (keine ULA) findet sich hier:


    http://searle.x10host.com/zx80/zx80nmi.html


    Das war WIMRE auch die Basis für den ZX81plus38. Dessen Design ist ... mangelhaft. Begonnen beim Oszillator, IC-Abstände, usw. Meiner lief auch erst nicht, dann lief er plötzlich nach vielem Rumpoken (vermutlich ein Kontaktproblem), jetzt hat er die Segel gestrichen. Hatte dann die Nase voll und hab ihn weggelegt, ich bin sowieso geheilt von Sinclair. Dagegen ist Commodore BASIC V2 ein Quantensprung.


    Auf der erwähnten Seite finden sich auch Oszi-Bilder usw.


    [EDIT]


    Ach ja, ein paar Zusatzinfos hier:


    ZX81+38 und Tastaturmaße


    [/EDIT]

    "Wenn du überredet, ermahnt, unter Druck gesetzt, belogen, durch Anreize gelockt, gezwungen, gemobbt, bloßgestellt, beschuldigt, bedroht, bestraft und kriminalisiert werden musst. Wenn all dies als notwendig erachtet wird, um deine Zustimmung zu erlangen, dann kannst du absolut sicher sein, dass das, was angepriesen wird, nicht zu deinem Besten ist." - Quelle unbekannt.


    "Steve Jobs hat User hervorgebracht, Jack Tramiel Experten." - Quelle unbekannt.

    "Mein Herr, ich teile Ihre Meinung nicht, aber ich würde mein Leben dafür einsetzen, dass Sie sie äußern dürfen." - Voltaire.

    "Diskutiere nie mit einem Idioten - er zieht dich auf sein Niveau hinunter und schlägt dich dort mit seiner Erfahrung!" - Volksweisheit.


  • Bin inzwischen weitergekommen.

    Zuerst hab ich mal den Takt auf Pin 2 und auf Pin 13 vom 74HC14 angeschaut. Also Takt war schon mal da. Einstellung 1V/cm und 10µS/cm.


    Dann mal am Videoausgang gemessen. Da war auch ein Signal.


    Warum kam dann überhaupt kein Bild, nicht mal ein erkennbarer Sync an meinem Commodore 1702 - Monitor?


    Dann mal das (zu lange) Videokabel gegen ein kürzeres ausgetauscht. Nichts, kein Signal am Monitor.

    Irgenwann kam ich auf die Idee, das Signal am Cinch-Kabel-Ausgang zu messen und dort kam nichts an. Was war los?

    Es kann manchmal so einfach sein, aber man muss erst mal drauf kommen... die gelbe Videobuchse, die ich ins ZX81-Board eingelötet hatte war falsch und hat den Mittelkontakt auf Masse gelegt.


    Das Videosignal dann mit einem provisorisch angeschlossenem ausgekoppelt. Kurz hatte ich die Hoffnung, dass es das schon gewesen sein könnte.


    Jetzt sieht man auf dem Monitor endlich was, aber leider kein stehenden Bild.

    Man sieht, dass es ein weißes Bild sein soll mit etwas schwarzem drin. Aber das Bild lässt sich nicht synchronieren und läuft ständig durch.

    Nach dem CRT-Monitor dann auch noch an einem TFT-Monitor probiert, aber ich bekomme kein stehendes Bild.

    Wenn man den 60Hz-Jumper setzt läuft das Bild etwas schneller durch. Aber leider kein stehendes Bild möglich.


    Ich hab ein kleines Video gemacht, da sieht man das Bild. Zuerst noch mit stromlosem ZX81, dann den ZX81 eingeschaltet.

    Video Bild ZX81 Bild_ZX81+38.zip


    Es sieht so aus, als ob der ZX81 grundsätzlich läuft, aber die Bildfrequenz so weit daneben ist, dass kein Monitor synchronisiert.

    Kann es sein, dass die Quarzfrequenz leicht daneben ist? Wie könnte ich das korrigieren? Was kann ich tun?


    Grüße Manfred

  • Hast du denn genau einen 13.000 MHz Quarz?

    Davon leitet sich auch das Video-Timing ab.


    Und sicher, dass der Oszillator auf 13.000 MHz schwingt?

    Meiner schwang überall (siehe oben verlinkten Thread), mit manchen Quarzen sogar genau auf Frequenz, nur mit dem 13.000 MHz nicht auf 13.000.

    "Wenn du überredet, ermahnt, unter Druck gesetzt, belogen, durch Anreize gelockt, gezwungen, gemobbt, bloßgestellt, beschuldigt, bedroht, bestraft und kriminalisiert werden musst. Wenn all dies als notwendig erachtet wird, um deine Zustimmung zu erlangen, dann kannst du absolut sicher sein, dass das, was angepriesen wird, nicht zu deinem Besten ist." - Quelle unbekannt.


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  • Ja es ist ein 13.000 MHz - Quarz. Zumindest steht es so drauf.


    Auch die beiden Kondensatoren C1 und C2 haben 4.7 pF, so wie es sein soll. Der Quarz schwingt ja auch.


    Mit meinem 20Mhz-Analog-Oszi wird es schwierig, die genaue Frequenz nachzumessen.

    Höchste Zeitauflösung ist 0,5µs/cm. Das ergibt an Pin2 vom 74HC14 nachgemessen, dieses Bild


    Mit meinem ebenfalls vorhandenen Billig-DSO138 ist am gleichen Messpunkt gar nichts mehr zu erkennen


    Einen Frequenzzähler oder ein besseres Oszi hab ich leider aktuell nicht zur Verfügung.

    Gibt es evt. noch einen anderen Messpunkt mit niedrigerer Frequenz, mit dem man dann die Quarzfrequenz rückrechnen könnte?


    Ich hab noch mehr 13.000 MHz - Quarze von derselben (China-)Lieferung. Könnte natürlich mal einen anderen probieren, wenn das was bringt.


    Edit:

    Hab inzwischen den o.g. Thread von bigby genauer angeschaut. Da gabs ja auch Quarzoszillator-Probleme.

    Versuche heute abend mal am HC393 Pin 3 (6,5MHz) bzw. Pin 4 (3.25MHz) zu messen.

    In dieser Schaltung werde ich jetzt mal ein 74HC04 probieren, wie von kinzi vorgeschlagen.


    Für R29 hab ich einen 2M-Widerstand drin, statt 2M2, weil ich keinen anderen da hatte. Sollte aber keine große Rolle spielen, oder etwa doch?

  • Versuche heute abend mal am HC393 Pin 3 (6,5MHz) bzw. Pin 4 (3.25MHz) zu messen.

    Ja, genau, darauf wollte ich auch gerade hinweisen und war schon dabei, eine Antwort zu tippen. :-)


    Wenn das alles passt, würde ich als nächstes den Bereich der Schaltung zur Erzeugung des Video-Signals genauer untersuchen. Vielleicht wird ja auch der veritkal Sync nicht ordentlich erzeugt. Aber so richtig viel helfen, werde ich Dir da wohl auch nicht können.


    Ansonsten hätte ich noch einen Gedanken: Mir scheinen die verschiedenen Logik-Familien (LS,HC,HCT) in diesem Projekt recht bunt gemischt und auch nicht immer nachvollziehbar. Ich habe mich da nicht exakt an die BOM gehalten und hatte möglicher Weise Glück... :nixwiss:


    Hier kann man bei den meisten ICs erkennen, was ich verbaut habe:

  • Für R29 hab ich einen 2M-Widerstand drin, statt 2M2, weil ich keinen anderen da hatte. Sollte aber keine große Rolle spielen, oder etwa doch?

    Wenn Du diese Ungewissheit ausschließen möchtest, kannst Du testweise den R29 einseitig auslöten und in Serie einen 220k Widerstand dazulöten. Dadurch kommt man näher an die 2M2 ran.

  • Mit meinem 20Mhz-Analog-Oszi wird es schwierig, die genaue Frequenz nachzumessen.

    Höchste Zeitauflösung ist 0,5µs/cm. Das ergibt an Pin2 vom 74HC14 nachgemessen, dieses Bild

    Hat das Oszi keinen "x5 MAG"-Schalter?


    Der dehnt die Zeitbasis nochmals um den Faktor 5 auf. Mein HM203, das ich kürzlich hier verkauft habe, hatte auch 0,5 µs als kleinste Zeitbasis, aber eben diesen Schalter, damit kommt man auf 0,1 µs - und damit kann man 20 MHz zumindest "erahnen".

    Stichwort fehlende Schwarzschulter.

    WIMRE ist das in diesem Projekt behoben.

    "Wenn du überredet, ermahnt, unter Druck gesetzt, belogen, durch Anreize gelockt, gezwungen, gemobbt, bloßgestellt, beschuldigt, bedroht, bestraft und kriminalisiert werden musst. Wenn all dies als notwendig erachtet wird, um deine Zustimmung zu erlangen, dann kannst du absolut sicher sein, dass das, was angepriesen wird, nicht zu deinem Besten ist." - Quelle unbekannt.


    "Steve Jobs hat User hervorgebracht, Jack Tramiel Experten." - Quelle unbekannt.

    "Mein Herr, ich teile Ihre Meinung nicht, aber ich würde mein Leben dafür einsetzen, dass Sie sie äußern dürfen." - Voltaire.

    "Diskutiere nie mit einem Idioten - er zieht dich auf sein Niveau hinunter und schlägt dich dort mit seiner Erfahrung!" - Volksweisheit.


  • Hat das Oszi keinen "x5 MAG"-Schalter?

    Nein, hat es nicht. Nur eine variable Vergrößerung, aber dann ist man ja nicht mehr kalibriert, also ungeeignet für Frequenzmessung

    Hier das 3,25MHz Signal an Pin 4 vom 74HC393. Mit 0,5µs/cm.

    Sollte 3,25 MHz sein. So ganz daneben ist es auch nicht. Ein bischen zu hoch vielleicht, ich zähle ungefähr 17 Perioden in 10cm also in 5µs ergibt 3,4 MHz, wenn ich richtig gerechnet habe.

    Aber so ganz genau kann man es mit einem analoges Oszi halt auch nicht bestimmen.


    Wenn Du diese Ungewissheit ausschließen möchtest, kannst Du testweise den R29 einseitig auslöten und in Serie einen 220k Widerstand dazulöten. Dadurch kommt man näher an die 2M2 ran.

    Das habe ich nun gemacht. Hat aber zunächst keine Änderung gebracht, zumindest bekam ich kein Bild an meinem Commodore 1702 Monitor.


    Dann den 13.000 MHz-Quarz steckbar gemacht und verschiedene Quarze probiert und das Signal am Videoausgang betrachtet.

    Hier mit 13MHz


    Hier mit 12.288MHz-Quarz. Die Frequenz wird niedriger aber mein 1702-Monitor synchronisiert nach wie vor nicht.



    Das ganze mit verschiedenen Quarzen von 12.000 bis 14.318 probiert.


    Mein CRT-Monitor 1702 von Commodore steht im Bastekeller, deshalb hab ich die ganze Zeit mit dem probiert.

    Schließlich bin ich nach oben gegangen und hab die verschiedenen Quarze am Samsung-TFT probiert.

    Und siehe da... plötzlich bekomme ich mit dem 13.000MHz-Quarz ein synchronisiertes Bild in weiß, nur leider ohne Cursor.


    Hab dann den Jumper 5 bestückt (und die Überbrückung unten auf der Leiterbahn unterbrochen) um zu probieren, ob das Bild schwarz wird.

    Ja hat es getan, zwar mit leichten Störungen, aber immer noch ohne Cursor.


    Komisch dass er nur am Samsung-TFT ein Bild zeigt und nicht am Commodore 1702 CRT, aber sei's drum. Soll ja bekannt sein, dass das Videosignal vom ZX81 nicht an jedem Monitor synct.


    So, wieder ein Schritt weiter. Bekomme ein Bild aber ohne Cursor.

    Das kann natürlich verschiedene Ursachen haben, werd ich morgen weiter probieren.

    Für Tipps bin ich dankbar.


    Gruß Manfred

  • Erst heute wieder Zeit gehabt für den ZX81+38...


    Zuerst hab ich mal die Videobuchse mit dem falschen Footprint gefixt. Hat zwar nichts damit zu tun, dass kein Cursor erscheint, war aber trotzdem erforderlich.


    Dann hab ich mal den Reset überprüft.

    Geht langsam von 0V auf 5V hoch, so wie es sein soll.

    Hab dann trotzdem mal noch einen Resettaster angelötet (der überbrückt C5) um zu sehen ob es was bringt, wenn man den drückt.

    Hat aber meist gar nichts am Bild bewirkt, manchmal hat man aber auch ein kurzes "zucken" bemerkt. Aber leider weiterhin nur ein weißes Bild ohne Cursor :(


    Als nächstes hab ich dann mal einen anderen RAM HM62256 eingesetzt. Hat aber auch nichts geändert.


    Schließlich hab ich alle 74er-Logic-ICs aus den Fassungen rausgenommen und im TL866 getestet.


    Dabei sind zwei Fehler zutage getreten.

    1. Beim Einsetzen in den Sockel von U22 (74HC541) hab ich wohl Pin 1 abgedrückt. Mein Fehler aus Unachtsamkeit :wand

    Hat aber nichts mit dem Fehler zu tun, aber hätte wohl eine korrekte Tastaturfunktion verhindert.


    2. Alle ICs haben den Test bestanden, jedoch mit einer Ausnahme

    U13 (din 74HC00) hat den Test nicht bestanden. Ein Gatter wurde im TL866-Test als fehlerhaft angezeigt.

    Hab dann alle gelieferten 74HC00 von dieser Bestellung geprüft. Bei zwei war nur ein Gatter defekt, bei allen anderen waren alle Gatter defekt.

    Also mal wieder China-Schrottlieferung aufgesessen.

    Jedoch wie gesagt, alle anderen Logic-ICs haben den Test bestanden.


    Hatte jedoch noch 3 74HC00 in der Bastelkiste aus einer anderen Lieferung und die wurden als funktioniernd angezeigt.


    Es keimte Hoffnung in mir auf, damit vielleicht den Fehler gefunden zu haben.

    Also alle ICs wieder in die Sockel gedrückt, peinlich darauf geachtet, dass keine Pins verbogen und dass alle richtig herum bestückt werden.

    Aber leider hat es sich am Fehlerbild nichts geändert. Weiterhin ein weißes Bild ohne Cursor (oder ein schwarzes, wenn man JP5 umsteckt) :cry:


    Was kann ich als nächstes probieren?


    Muss noch erwähnen, dass ich mich nicht komplett an die Vorgaben in der BOM gehalten habe.

    1. Für die beiden 74HCT541 hab ich 74HC541 benutzt

    2. Für das 74HCT574 hab ich ein 74HC574 benutzt und

    3. Für das 74LS165 hab ich ein 74HC165 benutzt


    Da sonst in dem ganzen Design auch viele HCs genutzt werden, denke ich, dass dies nicht der Fehlergrund ist, aber ausschließen kann ich es natürlich nicht.

    bigby hat in seinem ZX81+38 auch abweichende Varianten genutzt (aber halt andere ICs) und es hat trotzdem funktioniert.

    Müsste mir die HCT bzw. LS - Varianten erst bestellen um dies ausschließen zu können.


    Hat jemand konstruktive Vorschläge? Wäre dankbar dafür :help:

  • Hab weiter rumprobiert und CPU und das RAM nochmal getauscht, hat aber nichts genützt.


    Dann meine 74er-IC-Sammlung nochmal durchforstet und dort zwei 74HCT541 gefunden. Die HC541 gegen die eigentlich vorgesehenen HCT541 getauscht.

    Der Effekt war, dass ich nur noch sporadisch ein Bild erhalten habe. Aber weiterhin ohne Cursor.


    Als nächstes das 27C256-EPROM gegen ein 27W512 mit 8x Standard-ROM getauscht.

    Und da sehe ich plötzlich im Sockel fehlt der Pin15, den hab ich mit dem 27C256 rausgezogen, weil er unten nicht verlötet war. Böser Fehler meinerseits :schande:

    Nach verlöten des Pins hatte ich einen Cursor und hab mich megamäßig gefreut :juhu: ... doch leider etwas zu früh. :sonicht:


    Hab dann die Tastatur wieder angeschlossen und Eingaben probiert. Er reagiert auch auf die Eingaben der Tastatur.

    Aber was ist das? Die Zeichen sind merkwürdig unleserlich 8\|


    Das 27C256 mit dem neueren ROM-Abbild wieder eingesetzt, aber das spielt keine Rolle. Die Zeichen sind korrumpiert.

    Immerhin läuft der ZX81 jetzt grundsätzlich.


    Hier rächt sich wieder, dass man sich auf unbekanntes Terrain begeben hat.

    Beim C64 hätte ich jetzt das Char-ROM in Verdacht, aber beim ZX81???

    Was kann das sein? Wer hat einen Tipp?

    Danke im Voraus!

  • Hab grade nochmal den ersten Link von kinzi von Post #2 näher angeschaut. Dort ist von einem Character-Latch die Rede.

    Also nochmal in den Schaltplan geschaut.


    Der Fehler wird wohl im Bereich um U4 (74HCT574 bei mir nur ein 74HC574 ohne T) zu suchen sein.

    Auch beteiligt am "CharacterSelect" sind U6A, U12D und U7B


    Muss ich also dort im Umfeld suchen und vielleicht doch noch ein 74HCT574 bestellen (mit T).