Step-by-Step SD2IEC Lochraster Nachbau

Vorwort:
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Diese Nachbau Beschreibung ist auf Wunsch einiger Mitglieder dieses Forums entstanden.
Durch lesen der Threads hier im Forum, etwas AVR Vorkenntnisse (und kombinieren Dr. Watson ) bin ich letztendlich zum Resultat gekommen. Da dies ein Hobby für mich ist und ich an den Anfang des Basiswissens von Elektronik, AVR und Programmierung stehe, könnte diese Beschreibung für den Profi zu umfangreich und simpel erscheinen. Für den Anfänger ist es jedoch wünschenswert alles auf einen Blick zu haben. Ziel dieser Beschreibung ist das dokumentieren vom Kauf der Komponente, löten des SD2IEC, programmieren des AVR’s ohne und mit Bootloader, vorbereiten der SD-Karte, Prüfen und Inbetriebnahme des SD2IEC’s.
Dieser Nachbau ist bestimmt nicht der schönste, aber zweckmäßig, billig und funktionstüchtig. Ich hoffe diejenigen zu helfen die sich bisher ein solches Projekt nicht zugetraut haben. Mein Dank, das ich das SD2IEC nachbauen konnte, geht an AntaBaka, Unseen, LarsP, Shadowolf und alle anderen die an der Entwicklung des SD2IEC gearbeitet haben. Danke auch am Forum64 im Allgemein, es hat mein Interesse am C64 um ein vielfaches vergrößert.

Viel Spaß beim basteln!

Voraussetzung:
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Etwas Erfahrung im löten auf 2,54 mm sollte man schon haben.
Einen Schaltplan lesen um Pins mit einander zu verbinden müsste man können.

Quellen:
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AVR Propaganda:
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Diejenigen die nicht selber den AVR Programmieren wollen, würde ich raten trotzdem einen Programmer zu kaufen. Denn jemand anderen das AVR programmieren zu lassen kostet ja auch Versandkosten, dauert länger und man ist immer abhängig. Man kann den Programmer ja dann auch für andere Projekte brauchen.

Ich habe mir vor ca. einem Jahr beim Please login to see this link. den Please login to see this link. €28,- gekauft, der kann sehr viele AVR Typen die man für unser Hobby so nötig hat in Windows, Linux oder Mac über USB programmieren. Es sind dann 6 Drähte die man über einen 10-Poligen Wannenstecker anschließen muss um den AVR zu Programmieren. Man braucht auch noch ein USB A -> B Kabel, dürfte aber wohl jedermann zuhause haben.

Mein erster Kontakt mit AVR war mit den Produkten von myAVR (Heute bestellen, in 1 bis 2 Tage zuhause und nachher bezahlen). (Ich möchte keine Werbung machen, stehe auch in keinerlei Verbindung mit dieser Firma. Aber das Konzept finde ich für den Anfang und das Verständnis einfach genial.)

Ich habe folgende Sachen eins nach dem anderen gekauft und durgearbeitet (für den Nachbau nicht nötig):
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Please login to see this link. (nicht gekauft nur Infos bezogen)
myAVR Board MK1 LPT, Bausatz 2x
Please login to see this link., Bausatz (für den USB Programmer)
Kleinkram: ATmega8A-PU, DIP 28; ATmega32A-PU; Wannenstecker 10polig, gerade

Die Dokumentation der Produkte auf deren Please login to see this link. und den Please login to see this link. ist so umfangreich das man sich in kurzer Zeit ein gründliches Basiswissen erlesen kann. Man kann mit den Bauteilen des myAVR Board MK1 LPT Bausatzes u.a. folgendes machen:
• Einen LPT ISP Programmer basteln.
• Einen Seriellen ISP Programmer machen. (Siehe myTinyProg)
• Eine serielle Kommunikation zwischen den AVR und den PC (und auch zum C64 (5 Volt)) herstellen.
• Mit dem ATmega8 experimentieren (Ein-, Ausgabe usw.).
• Da das Experimentierboard so billig ist (€12,99) kann man die Bauteilen des myAVR Board MK1 LPT Bausatzes auch “missbrauchen“ eigene Schaltungen zu basteln. Damals kannte ich Reichelt und Konsorten noch nicht. Ich habe es z.B. für die serielle Schnittstelle vom PC zum C64C benutzt.

myTinyProg habe ich nicht gekauft und ist jetzt auch nicht mehr erhältlich, aber in deren Download-Bereich gibt es die Know-how (alle Dokumentation, Schaltpläne und Firmware) einen Seriellen ISP Programmer zu machen. Und somit auch durch Verwendung eines USB – Seriell Adapters, einen USB Programmer. (nur zum Verständnis)

Den myAVR Board MK2 USB Bausatz habe ich mir dann noch bezogen wegen dem USB Programmer mit 5 Volt Serieller Brücke, weil ich dann von jedem PC aus das AVR Programmieren kann.

Es gibt jetzt auch die mySmartUSB light €14,95, die würde es auch tun, hat aber einen 6-Poligen Wannenstecker und ich habe ihm nicht in der Praxis getestet. Für die €13,- würde ich aber nicht verzichten auf die 5 Volt TTL Pegel Serielle USB Bridge Möglichkeiten des mySmartUSB MK2, ist aber nicht notwendig.

Benötigt wird:
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• Bestell Liste Reichelt: Please login to see this link.

3 x 1/4W 3,3K		Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 3,3 K-Ohm
2 x 1/4W 560		Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 560 Ohm
2 x KERKO 100N		Keramik-Kondensator 100N
1 x RAD 2,2/63		Elektrolytkondensator, 5x11mm, RM 2,0mm
2 x KERKO 33P		Keramik-Kondensator 33P
1 x ATMEGA 1284P        ATMega AVR-RISC-Controller ( 644P-20PU ist zu klein )
1 x LED 5MM ST GN	LED, 5mm, Standard, grün
1 x LED 5MM ST RT	LED, 5mm, Standard, rot
1 x 8,0000-HC49U-S	Standardquarz, Grundton, 8,0 MHz
1 x H25PR050		Lochrasterplatine, Hartpapier, 50x100mm (Hälfte nötig)
1 x LF 33 CV		Festspannungsregler, +3,3V, TO-220
1 x GS 40P		IC-Sockel, 40-polig, superflach, gedreht, vergold.
3 x 1/4W 1,8K		Kohleschichtwiderstand 1/4W, 5%, 1,8 K-Ohm
1 x MAS 60		DIN-Stecker, 6-polig
1 x WSL 10G		Wannenstecker, 10-polig, gerade
? x AS 500APC		Kippschalter, print, 1-polig 1 oder 2 (8/9,10/11) (ohne Schalter 8)

Tipp: 10 Wiederstände sind billiger als 4 Wiederstände (ist ja Klar, oder?)

• MicroSD Card (microSDHC) 2 oder 4 GB Kingston mit SD-Adapter
• mySmartUSB MK2 Programmer von myAVR
• Cassetten Stecker (beim nächsten wird eine Datasette spenden müssen :() Da die Stecker schwer zu kriegen sind kann man auch einen 1531 Adapter für den C64 (wenn man den hat) benutzen. Die miniDIN Stecker sind noch Standard.
• Draht
• Lötzinn
• Lötkolben
• Einfachen Multimeter
• Dritte Hand

Abbildungen:
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Abb01: Die Hardware
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Abb02: Das Layout
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Abb03: Pinout des ATmega’s und standard Atmel ISP Anschlüsse
Please login to see this attachment. [neu]
Abb04: Polung und Anschlüsse der Komponente
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Abb05: Pinout Cassetten Port und Serieller Bus Stecker
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EDIT by FXXS: Neue Version von Autor.
EDIT2 by FXXS: 1284P statt 644P...

Der Zusammenbau:
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• IC Sockel an Eckpunkten löten (Hellblau gibt die neuen Lötstellen an)
• ISP Wannenstecker an Eckpunkten löten
• Kristall an Pin 12 und 13 des AVR’s löten
Tipp: abgeknipste Beinchen nicht wegwerfen, die können wir später gebrauchen!
Abb-aPlease login to see this attachment.
• C4 und C5 (2 x 33p) an Kristall löten
• Spannungsregler festlöten (mittleres Beinchen auf der Masse Linie (k) AVR Pin 11)
• C3 (2,2uF) festlöten (auf Polung achten Abb04)
Abb-bPlease login to see this attachment.
• C1 und C2 zwischen 5V und Masse des AVR’s und dem Spannungsregler löten
Abb-cPlease login to see this attachment.
• R1, R2 und R3 an Pin 5, 6 und 8 des AVR’s löten
Abb-dPlease login to see this attachment.
• R4, R5 und R6 zwischen Masse und R1, R2 und R3 löten
Abb-ePlease login to see this attachment.

• R7, R8 und beide LED’s festlöten
Abb-fPlease login to see this attachment.
• 11 mit 31 verbinden
• 10 mit 30 verbinden
Abb-gPlease login to see this attachment.
• Masse Leitung durch verbinden
Abb-hPlease login to see this attachment.
• 5V Leitung durch verbinden
Abb-iPlease login to see this attachment.
• Kathode vom grünen LED an Pin 40 (Abb04)
• Kathode vom roten LED an Pin 39
• Anode vom grünen LED an R7
• Anode vom roten LED an R8
• R7 und R8 beide an 5V
Abb-jPlease login to see this attachment.

• Pin 3, 4, 6, 8 und 10 vom ISP durch verbinden
• MOSI ISP Pin 1 an AVR Pin 6
• MISO ISP Pin 9 an AVR Pin 7
• SCK ISP Pin 7 an AVR Pin 8
• RESET ISP Pin 5 an AVR Pin 9
• Vcc ISP Pin 2 an 5V
• Gnd ISP Pin 10 an Masse
Abb-kPlease login to see this attachment.
• 9 Beinchen nach außen führen
Abb-lPlease login to see this attachment.
• SD-Adapter anlöten
Abb-mPlease login to see this attachment.
• SD-Adapter Pin 3, 6, 8 und 9 an Masse
Abb-nPlease login to see this attachment.
• SD-Adapter Pin 1 zwischen R1 und R4
• SD-Adapter Pin 2 zwischen R2 und R5
• SD-Adapter Pin 4 an 3,3V
• SD-Adapter Pin 5 zwischen R3 und R6
• SD-Adapter Pin 7 an AVR Pin 7
Abb-oPlease login to see this attachment.

• Cassetten Stecker Pin 1 an Masse
• Cassetten Stecker Pin 2 an 5V
• IEC ATN Pin 3 an AVR Pin 22
• IEC DATA Pin 5 an AVR Pin 23
• IEC CLK Pin 4 an AVR Pin 24
Abb-pPlease login to see this attachment.
• AVR Pin 20 an Masse für SD WRITE_PROTECT
• AVR Pin 16 an Masse für SD CARD_DETECT
• Schalter zwischen AVR Pin 38 und Masse
Abb-qPlease login to see this attachment.

Prüfen mit Multimeter:
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• Alle Grün Markierte stellen müssen mit Cassetten Stecker Pin 1 (Masse) verbunden sein.
• Alle Rot Markierte stellen müssen mit Cassetten Stecker Pin 2 (5V) verbunden sein.
• Die zwei Magenta Markierte stellen sind 3,3V für die SD-Karte.
• Selbstverständlich darf keiner der drei Farben untereinander verbunden sein.
Abb-rPlease login to see this attachment.
Abb-sPlease login to see this attachment.

• !!! BEVOR DER PROGRAMMER AM PC ANGESCHLOSSEN WIRD, MUSS DER Please login to see this link. UNBEDINGT INSTALLIERT WERDEN !!!
• !!! SD-KARTE UND ATMEGA NOCH NICHT EINSTECKEN !!!
• Programmer am PC und am ISP Port des SD2IEC anschließen
• 5V (AVR Pin 10) und 3,3V (SD-Karte Pin 4) prüfen
Abb-tPlease login to see this attachment.
Abb-uPlease login to see this attachment.

ATmega brennen:
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• Programmer vom SD2IEC trennen
• ATmega einstecken (auf Pin 1 achten)
• Programmer am SD2IEC anschließen
• Mit dem Programm “Please login to see this link.“ die Hardware prüfen.
Prog1Please login to see this attachment.
• Mit dem Programm “myAVR_ProgTool.exe“ die Datei Please login to see this attachment. brennen
Dies ist ein kleines Programm um zu schauen ob der AVR richtig programmiert werden kann. Die Grüne LED sollte kontinuierlich blinken (0,5 Sekunden an / 0,5 Sekunden aus). Wenn es ein unprogrammiertes AVR ist, blinkt das LED 8 x so langsam da der Standard Tackt des AVR‘s ist 1 MHz und das Programm für 8 MHz geschrieben ist. Das Rote LED müsste kontinuierlich brennen.
Prog2Please login to see this attachment.

Abb-vPlease login to see this attachment.
• Mit dem Programm “myAVR_ProgTool.exe“ müssen wir jetzt die “Fusebits“ einstellen.
Dies sind einige Bits bzw. Bytes (zu wissen Low-Byte, High-Byte, Extended-Byte und Lock-Byte) die das Verhalten des AVR’s bestimmen.
AntaBaka hat auf seiner Please login to see this link. die Fusebits für sämtliche Variationen des SD2IEC’s zur Verfügung gestellt. Um die Werte der Bytes zu erlangen hat er einen Link zu einen “Please login to see this link.“ zur Verfügung gestellt. In unsere Variante des SD2IEC’s (LarsP Layout mit dem ATmega 644P ohne Bootloader) benötigen wir folgende Werte:

Low-Byte = EF
High-Byte = 91
Extended-Byte = FD

Prog3Please login to see this attachment.
• Die Grüne LED sollte jetzt mit der richtige Geschwindigkeit blinken, also 0,5 Sekunden an / 0,5 Sekunden aus.
• Jetzt können wir mit “myAVR_ProgTool.exe“ die Firmware von Unseen brennen. Alle Varianten können auf seiner Please login to see this link. runtergeladen werden. In unsere Variante des SD2IEC’s (LarsP Layout mit dem ATmega 644P ohne Bootloader) benötigen wir die Datei Please login to see this attachment..
Prog4Please login to see this attachment.
• Der Programmer kann jetzt vom SD2IEC getrennt werden.
• !!! DER PROGRAMMER NUR ANSCHLIESSEN WENN DAS SD2IEC AN NICHTS ANDEREM ANGESLOSSEN UND DIE SD-KARTE ENTNOMMEN IST !!!
Ich habe den Bootloader absichtlich weggelassen um eventuelle Probleme mit dem ATmega 644P zu umgehen. An einem späteren Zeitpunkt beschreibe ich noch wie man die Fusebits setzt um den Bootloader zu nutzen und brennen.

Erster Test:
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• SD-Karte am PC formatieren
AntaBaka hat auf seiner Webseite einen Link zu einen Please login to see this link. zur Verfügung gestellt. Please login to see this link. ist die Version für Windows XP.
• Einige C64 Tools zum browsen der Speichermedien.
Please login to see this link. und Please login to see this link.
• Einige Programme / Spiele zum Testen auf der Karte speichern.
• SD-Karte im SD2IEC stecken und am C64 anschließen.
• Beim einschalten leuchtet die Grüne LED etwa 1/4 Sekunde auf.
• Bei offenem Schalter ist die Laufwerksadresse 8
• Folgendes kleines Programm gibt den Fehlerkanal aus.

10 OPEN15,8,15:INPUT#15,a$,b$,c$,d$ 
20 CLOSE15 
30 PRINT A$,B$,C$,D$ 
run

• Mit ein bisschen Glück bekommt ihr diese Meldung:
Test1Please login to see this attachment.

Bootloader:
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• !!! DEN PROGRAMMER NUR ANSCHLIESSEN WENN DAS SD2IEC AN NICHTS ANDEREM ANGESCHLOSSEN UND DIE SD-KARTE ENTNOMMEN IST !!!
• Um den Bootloader zu nutzen ändern wir jetzt die “Fusebits“ mit den folgende Werte:

Low-Byte = EF
High-Byte = 92 <--
Extended-Byte = FD

Prog5Please login to see this attachment.
• Jetzt können wir den Bootloader Please login to see this attachment. brennen. Auch die Bootloader sind auf Unseen’s Please login to see this link. zu finden.
Prog6Please login to see this attachment.
• Nach dem brennen leuchtet die Rote LED kontinuierlich.
• Programmer vom SD2IEC trennen.
• Die Firmware Please login to see this attachment. auf die SD-Karte kopieren.
• SD-Karte im SD2IEC stecken und am C64 anschließen.
• Beim einschalten leuchtet die Rote LED eine kurze Zeit, danach blinkt das Grüne LED etwa 3 Sekunden ziemlich schnell. (die Firmware wird geflashed).
• Den Fehlerkanal können wir wieder mit obigem Programm abfragen.

Ich hoffe ihr habt es bis hierher erfolgreich geschafft.
Bitte meldet Anregungen, eventuelle Verbesserungen, Fehler und wer es geschafft hat.
Die Beschreibung samt Fotos und Binaries sind Please login to see this link. zum Download verfügbar.

Gruß,
lordbubsy

EDIT by FXXS: Neue Version von Autor... /EDIT2: fettschrift & Typo

Es benötigt 5V Gleichspannung.
Woher ist eigentlich egal.
Falls man eine externe Spannung nimmt muss man aber drauf achten dass das SD2IEC auch mit Masse zum C64 verbunden wird.

Quote from domspitze

Hast Du nen guten Tipp für den Anfang mit myAVR. So für den Einstieg.

Für den Anfang, falls du noch keinen Programmer hast, würde ich dir den Please login to see this link. empfehlen. Dann hast du ein Experimentierboard und den Programmer in einem. Den Programmer kann man separat verwenden!!!
Dann hast du allerdings noch ein Please login to see this link. nötig. Den hatte ich mir aber selber gebastelt.

Danach, oder wenn du schon einen Programmer hast, empfele ich dir den Please login to see this link..
Später kaufst du einfach ein gewünschter AVR Typ und schließt selber alles an was du möchtest.

Zum selber Programmieren benutze ich Please login to see this link..

Ich finde die Beispiele und Erklärungen in der Please login to see this link. aber auch sehr gut!

Edit:
Der Please login to see this link. ist auch schön für den Anfang.