Roboter mit Z80-CPU [Archiv]

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FloLo

07.01.2006, 19:40

Ich hab da mal ne Frage, (ich hoffe, das ist die richtige Spalte)
Ich habe vor, mit einem Z80-Prozessor (schon als kleincomputer von mir zusammengelötet) einen Roboter zu bauen, ist das möglich? Ich hab noch nie nen Z80-Roboter gesehen.

ruediw

07.01.2006, 19:52

Möglich wahrscheinlich schon, aber ich rate dir davon ab...

1.Wenn Du neu mit der Programmierung des Z80er bist
2.Wenn Du nicht jedesmal ein EPROM programmieren willst
3.Wenn du mit relativ wenig Aufwand bald Resultate sehen willst

Der Z80 ist ein sehr altes Design (älter als 8086 --> IBM PC).
Es gibt aber modernere Derivate davon.

MfG
Ruedi

linux_80

07.01.2006, 20:12

Hallo,
Du kannst Dir ja mal ansehen was die Leute von der Gameboy-fraktion alles hinbekommen haben, hier wurden auch diverse Schnittstellenkarten entwickelt um mit der Aussenwelt in Kontakt zu kommen.

Es gibt auch hier im Forum diverse Diskussionen zum Thema Gameboy, wie zB. diese
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=12056&highlight=gameboy
einfach mal die Suche anwerfen, da werden sich schon ein paar Tipps finden.

PICture

07.01.2006, 20:35

Hallo FloLo!
Natürlich ist es möglich einen mit Z-80 gesteuerten Roboter zu bauen. Er muss aber genug gross und stark sein um die Hardware und dazu gehörige Stromversorgung in sich tragen zu können.
MfG

kalledom

07.01.2006, 21:08

Hallo FloLo,
ich kenne noch den SCMP von Elektror, anschließend den Z80 mit der 4 KB Speicherkarte für 300 DM, später erweitert auf 64 KB, nicht-grafikfähige Video-Karte, 2 x 8 Zoll Floppy-Laufwerke mit entsprechender Controller-Karte, alles in allem im Laufe weniger Jahre mal so schlappe 15.000 DM. Es steht hier auf meinem Schrank im 19 Zoll-Einschub von diversen Netzteilen umgeben.
Ich habe das Ganze auch noch eine Nummer kleiner (von den Ausmaßen her) mit Z8000; sind 'nur noch' 2 Europakarten (ohne Floppy).
Es tut mir in der Seele weh, aber ich arbeite seit 1984 nur noch mit 80C166 (der zwischenzeitlich abgekündigt wurde) und mit PIC 16F67x. Ich programmiere ausschließlich in Assembler.
Das mit dem Z80 und Z8000 möchte ich mir wirklich nicht mehr zumuten.

stochri

07.01.2006, 21:43

Hallo FloLo,
es gibt tatsächlich noch jemanden, der hier im Forum historisches Mikrokomputerbuilding betreibt:
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=15515
Gruss,
stochri

ruediw

07.01.2006, 22:37

@Kalledom:
Genau das meinte ich...
1.Der Hardwareaufwand ist verhältnismässig gross im Verhältnis
zu modenen uC wie PIC etc.
2.Der Z80 (klassische) hat kein Flash, also fleissig EPROM schiessen
und wieder löschen.
3.Für moderne uC sind moderne Hochsprachen wie C,Basic oder Pascal verfügbar, bei dem Z80 (klassich) bin ich mir dabei nicht so sicher.

Anhand der Fragestellung bin ich davon ausgegangen dass der Urspungsposter wahrscheinlich nicht den Z80 seit 20 Jahren in Assembler
programmiert....

Natürlich ist es jedem freigestellt, ich würde mir das jedenfalls nicht
antun, obwohl ich langjährige Erfahrung in der Elektronik habe...

MfG
Ruedi

kalledom

07.01.2006, 22:50

@ruediw
ich denke, es ist weniger der Aufwand mit den Eproms, man könnte ja auch Eeproms einsetzen, auch nicht die Programmiersprachen (für Z80 gibt es auch C, Fortran, Cobol, ...). Für mich ist die Rechner-Leistung entscheidend, also die Anzahl Befehle pro Sekunde und die On-Board-Hardware, die bei einem Mikro-Prozessor extern aufgebaut werden muß.

ThSteier

07.01.2006, 22:57

Basteln mit Z80 kann schon Spaß machen ;) Ich hatte lange (sprich, bis mal die falsche Spannung an den Ports lag :() den CEPAC-80 (http://www.geocities.com/CapeCanaveral/6368/cepac.html) von Stefan Wimmer im Einsatz. Das Teil war '88 mal als Projekt in der c't. Nicht größer als die RN-CONTROL - wenn natürlich auch nicht mit allen Möglichkeiten der heutigen uC. Nur an das Löten denke ich nicht gern zurück...

Eine Leerplatine müßte hier sogar noch irgendwo rumliegen, zusammen mit "Programmierung des Z80" von Sybex...

Viele Grüße,
Thomas

kalledom

07.01.2006, 23:12

Ja, ja, die guten, alten Z80-Zeiten *seuftz*

ruediw

07.01.2006, 23:16

@Kalledom:
das der normale Z80 er Flash EEPROM hat, das musst Du mir aber
zuerst beweisen.
Hast Du mir einen Link ?
Und der klassische Z80 er hatte ja sicher auch weder I2C noch TWI...
Moderne Z80 er Derivate ja, das kann möglich sein...

Oder irre ich mich da ?

MfG
Ruedi

kalledom

07.01.2006, 23:39

Hallo Ruedi
der Z80 braucht ein externes Eprom (intern hat er ja nix); ich kann aber statt Eprom ein Ram mit Batterie-Puffer, ein Eeprom oder einen Eprom-Emulator einsetzen.
Eeproms sind nicht Flash Eeproms.
Eeprom steht für Electrical Erease...., also elektrisch löschbarer Speicher, der byte-weise gelöscht werden kann. Nach einem Schreibzugriff benötigt ein Eeprom allerdings eine Wartezeit von wenigen Millisekunden. Beim Flash werden erst ganze Bereiche gelöscht und dann wieder neu beschrieben.
Zu einem Controllerboard mit dem SAB 80C166, statischem RAM (batterie-gepuffert), Eprom und Eeprom kannst Du Schaltplan, Layout und vieles mehr als PDF laden unter: http://www.domnick-elektronik.de/download.htm.

RedBaron

07.01.2006, 23:40

ja, ja, ich hatte bis zum letzten jahr noch 'nen alten Röhrenfernseher im Keller, wegen der Ersatzteile .... (nee, kein Spaß, meine Frau hat mich zum Essen eingeladen als ich ihn begraben habe).

Den SCMP kenn ich auch noch, Mäuseklavier zum Adressen und Daten einstellen und 'ne 'Read'-Taste... Für den hab' ich sogar einen ... jetzt ist er tot ...

Spaß beiseiste. Natürlich kann mit fast jedem uC fast alles machen. Aber man steckt unendlich viel Zeit in Bastelei, wird eigentlich nie ganz fertig, die Programmierung ist ekelhaft umständlich und maximal kommt 'raus: er bewegt sich!

Seit rund 15 Jahren, hatte ich mich nicht mehr so richtig mit Elektronik, Computerbastelei usw. beschäftigt, bis ich vor etwa einem Vierteljahr einen ASURO geschenkt bekam. Der hat einen AVR als uC. Ich war wirklich erstaunt, was damit alles machbar ist und was der schon auf dem Chip hat. Da kann man gleich damit beginnen dem Gerät ein wenig Intelligenz einzuhauchen...

Ich würde nie mehr auf die Idee kommen, einen Controller aus 'Einzelteilen' zusammenbauen zu wollen. (Obwohl, :-k die Röhren aus dem Fernshen hab' ich aufbewahrt...)

Falls du doch willst: Ich hätte da noch eine gut erhaltene ISA-Karte mit 'nem V24-Chip

ruediw

07.01.2006, 23:59

@Redbaron:

Ja, das waren noch Zeiten, als ich mit einem Kassetenrecorder
versuchte ein Basic-Programm in einen TI49 einzulesen...
Hätte lieber einen VC64er gekauft....

Heute würde ich mir das nicht mehr antun seit ich gelernt habe auf dem
PC/AT mit Turbo Pascal zu Programmieren...

MfG
Ruedi

stochri

08.01.2006, 09:06

@kalledom

Für mich ist die Rechner-Leistung entscheidend, also die Anzahl Befehle pro Sekunde und die On-Board-Hardware, die bei einem Mikro-Prozessor extern aufgebaut werden muß.

Kann es sein, dass ein Z80 24 Taktzyklen für einen Befehl gebraucht hat? Das wäre bei 4MHz ein Instruction-Cycle von 6us.
Vergleicht man das mal mit einem Atmega mi 16Mhz getaktet ( 1 Instruktion/Zyklus, ich hoffe das stimmt ), liegt zwischen den beiden Prozessoren der Faktor 96 in der Ausführungsgeschwindigkeit eines Programms.

Damit wäre also ein Atmega rund 100 Mal schneller als ein Z80 vor 20 Jahren.

Gruss,
stochri

PicNick

08.01.2006, 10:33

Mit dem Taktzyklen Vergleich muss man gerecht sein RISC/CISC.
aber klar ist, daß ein Neumann beim Z80 4 Clocks verbrät. d.h wenn der mit 4 Megaschweinen läuft, geht das in Richtung 1MHZ ATMEGA. Auf der anderen Seite hat der Z80 auch die refresh-sachen für dynamische Rams dabei, was auch wieder praktisch ist.
Aber however, für ein Z80 System brauchst du
CPU
CTC
(DMA)
PIO
SIO + MAX + Baud Rate Gen
57 logikgatter
ROM
RAM
d.h. für "Hello World" einmal jede Sekunde hast du eine Eurokarte locker voll (wenn sich das überhaupt ausgeht) und eine tolle Stromrechnung.

ThSteier

08.01.2006, 10:51

Von wegen Eurokarte und Kernkraftwerk... ;) Mal ein Größenvergleich (hab die Platine wirklich noch gefunden):
http://img206.imageshack.us/img206/2403/cepac9xv.png

Links der CEPAC (die vier Felder unten links sind für eingelötete NiCd-Akkus vorgesehen), rechts die RN-CONTROL.

Hilfe - man könnte richtig sentimental werden. Wenn der Thread noch 'ne Weile geht, fange ich womöglich noch an, das Ding zusammenzulöten.... ;) Ich fürchte nur, daß man den TMPZ84C105 nur noch bei ePay oder im Antiquariat findet. :(

Viele Grüße,
Thomas

kalledom

08.01.2006, 11:39

Wollen wir fair bleiben; storchi hat nicht ganz recht, weil er den (fast) schlechtesten Wert genommen hat. Register-Register-Befehle brauchen nur 4, Register-Speicher-Befehle beginnen bei 7 und haben im Schnitt ca. 15.
Bei 4 MHz (es gibt auch 8 MHz-Versionen) dauert ein Befehl im Durchschnitt 1.000 / 4 MHz = 250 ns * 15 Cyclen = 3.750 ns. Ein AVR oder PIC mit 4 MHz erledigt jeden Befehl (durch mehrere Pipelines) in 250 ns; das ist um den Faktor 15 schlechter. allerdings kann man nicht Äpfel mit Birnen vergleichen. Es gibt beim Z80 mächtige Befehle wie z.B. Block-Move (Speicherbereich verschieben), wo ich beim AVR / PIC schon fast 15 Zeilen Assembler-Code brauche.
Entscheidend finde ich die integrierte Hardware, die, wie PicNick es so schön aufgezählt hat, beim Z80 extern angeschlossen werden muß, auch wenn es dafür miniaturisierte Bausteine gibt. Wir sollten aber auch nicht verschweigen, daß häufig zusätzlicher Speicher und andere Bausteine bei AVR / PIC extern über I2C, SPI, oder wie auch immer angeschlossen wird.

stochri

08.01.2006, 17:04

Hallo kalledom,

im Schnitt ca. 15. Bei 4 MHz (es gibt auch 8 MHz-Versionen) dauert ein Befehl im Durchschnitt 1.000 / 4 MHz = 250 ns * 15 Cyclen = 3.750 ns.
Du meinst 3.75us, oder ? Also gut, nehmen wir das Verhältnis von 16MHZ AVR zu 4MHz Z80 dann sind wir immer noch bei 1:60. Wenn man den doppelt so schnellen Z80 mit 8Mhz nimmt, dann wäre man bei 1:30. Und meiner Meinung nach darf man mit der hohen Taktfrequenz von 16Mhz argumentieren, das wird ja bei PC Prozessoren auch so gemacht.

Es gibt beim Z80 mächtige Befehle wie z.B. Block-Move (Speicherbereich verschieben), wo ich beim AVR / PIC schon fast 15 Zeilen Assembler-Code brauche.

Das ist war, der Befehl ist nicht schlecht. Aber den Vergleich von CISC und RISC ? Zeig mir mal beim Z80 den Multiplikationsbefehl und den eingebauten Hardwaremultiplizierer. Wenn man ein bischen digital Filtern will, dürfte ein Atmega um Welten schneller sein. Ausserdem ist die Struktur eines Atmega mit seinem homgen adressierbaren Registersatz gut für eine C-Compiler geeignet. Ob es da auch nur den kleinsten Vorteil für eine komplexeren CISC Befehlssatz gibt ?

Entscheidend finde ich die integrierte Hardware, die, wie PicNick es so schön aufgezählt hat, beim Z80 extern angeschlossen werden muß, auch wenn es dafür miniaturisierte Bausteine gibt.

Ja, das ist natürlich ein riesen Vorteil, deshalb wir ein Atmega ja Mikrokontroller und ein Z80 Mikroprozessor genannt. Heute bekommt man einen Atmega8 bei Reichelt für 2.60€, für ein Z80 System mit der Leistung hätte vor 20 Jahren bestimmt noch 150DM bezahlt. Ich könnte Wetten, dass wenn heute einer so was auf eine Platine löten muss, das auch nicht unter 25 Euro machbar ist.
Wenn ich die 2,60€ und die 150DM ins Verhältnis setze ( unter der Annahme DM=€ ). Dann liegt da wieder der Faktor 50 dazwischen.
D.h. heutzutage für die 50 fache Leistung 1/50 des Preises.

Gruss,
stochri

kalledom

08.01.2006, 17:38

@storchi
was möchtest Du mit Deinen Zahlen belegen ? Daß heute alles schneller und billiger ist ? Wissen wir alle.
Wenn Du beim AVR bleibst und ich mit einem Pentium xxx 5 GHz komme, dann hast Du aber ein recht lahmes Ding.
Auch das ist wieder ein Vergleich: Äpfel mit Birnen.
Z80 und Pentium sind Mikro-Prozessoren mit externem Speicher / Hardware für Datenverarbeitung; daß man damit auch steuern kann, steht außer Frage.
AVR/PIC sind Mikro-Controller mit internem Speicher / Hardware für Steueraufgaben; Datenverarbeitung ist hier nur in geringem Umfang möglich.
Also, wenn Du schon vergleichst, dann vergleiche zwei Prozessoren: den Z80 und irgendeinen Pentium.
Aber ich garantiere Dir, ohne den 'lahmen Kram' von früher hättest Du heute keinen AVR, PIC oder Pentium. Und was glaubst Du, was in nur 1...2 Jahren alles 'lahmer Kram' ist ?

stochri

08.01.2006, 18:43

Hallo kalledom,
also ich fand den Z80 immer wesentlich besser als den 6502. Und die weite Verbreitung des 8051 Kernes hat mich immer irgendwie geärgert, weil der Z80 technisch überlegen war.Und es war einfach ungerecht, dass sich der 8051 Kern im Mikrokontrollerbereich durchgesetzt hat.

Aber worauf ich wirklich hinaus will:
Ich finde es erstaunlich, dass heutzutage noch jemand etwas mit einem Z80 bastelt. Für mich ist das die Technik von gestern. Aus und vorbei. Heute ist PIC und ATMEL und sonst noch alles Mögliche. Das andere war gestern. Es gibt keinen vernünftigen technischen Grund mehr, noch irgend etwas mit dem Z80 zu machen. Höchstens so in der Art, wie die Leute, die heute noch am C64 programmieren: Spass an Techniknostalgie.

Gruss,
stochri

kalledom

09.01.2006, 12:32

Hallo storchi,
jetzt fange ich an, Dich zu verstehen.
Ich hatte Dir ja in vielen Punkten zugestimmt, nur die Vergleiche fingen an zu hinken. Wenn jemand das Equipment für seinen Z80 / 6502 hat und sich noch erinnert, wie das funktionierte, finde ich das ganz toll. Wer darüber den Einstieg in die schnellere Controller-Welt schafft, kann stolz sein.
Du wirst selber wissen, wie schnell der Zug abgefahren ist, wenn Du nur ein halbes Jahr in dieser schnell-lebigen Welt verpennst oder vertrödelst.
Der Fortschritt wird in immer kürzerer Zeit immer schnellere Prozessoren / Halbleiter hervorbringen.
Zur Zeit ist die physikalische Grenze der optischen Verkleinerung erreicht, also das 'Layout' des IC's noch kleiner auf Silizium zu bringen, denn auch das Verkleinern hat irgendwo ein Ende.
Neben den Birnen PIC und AVR gibt es bei mir allerdings noch die Äpfel der 80C166-Familie.

H.A.R.R.Y.

09.01.2006, 14:06

Es gibt sie also doch noch, die Z80-Maschinen.
Okay, als alter Z80-Nutzer habe ich diesen Thread schon mit wachsender Begeisterung gelesen, auch wenn die Vergleiche mit AVR manchmal hinken - Äpfel mit Glühbirnen oder so. Seit einem Jahr bin ich auch auf AVR, habe aber meinen alten Z80 immer noch nicht ganz aufgegeben.

Warum? Es gibt zwar AVR mit externem Daten-RAM, aber keine mit RAM für Programme (von den FPSLICS mal ganz abgesehen). Wenn man nun dauernd die Programme von Festspeicher nachladen will, dann hat man bei Mikrocontrollern mit internem FLASH die Anzahl maximaler Programmierzyklen zu beachten, außerdem dauert auch flashen einige Millisekunden. Deswegen bekommt mein neuestes Roboterprojekt beides: AVRs die sich um die grundlegenden Sachen kümmern (Schrittmotoren, Sensoren) und einen Z80 für die Koordination von dem ganzen Gemüse. Die AVRs ermöglichen durch ihre eingebaute Peripherie sehr komplexe Funktionen bei einfacher Schaltung, der Z80 arbeitet ähnlich wie ein PC andauernd wechselnde Programme ab, braucht dafür aber nur Standard-Peripherie (z.B. RS232).

Roboter mit Z80-Bordrechner? Bitte schön: http://www.robotics.com/robomenu/processus.html

Im Stromverbrauch sind natürlich die Z80-Chips hoffnungslos veraltet, alleine die Z80-CPU ist mit 250mA angegeben. Dank modernerer CMOS-Versionen und hochintegrierter Varianten können sie da aber noch ganz gut mithalten. Ein TMPZ84C011 enthält Z80-CPU, Z80-CTC und 5 spezielle bytewide-Ports und den Taktoszillator. Zusammen mit CMOS-ROM und CMOS-RAM (statisch) kommen so etwa 20mA bei 6MHz zusammen. TMPZ84C015 enthält Z80-CPU, Z80-CTC, Z80-PIO und Z80-SIO. Benötigt ebenfalls externen Speicher und schluckt als komplettes System etwa gleichviel Strom. Geht noch für einen Roboter. Von der Rechenleistung her sind die natürlich nicht mehr zeitgemäß. Obwohl: Der erwähnte Roboter läßt alles vom zentralen Z80 machen, ohne zweiten µProtz!

Mögliche Bezugsquellen für Z80+Peripherie: Toshiba (TMPZ-Serie) oder Zilog (Z84Cxxx + Z84C90 (KIO)) - aber ob es die Bausteine heute tatsächlich noch gibt?

Vogon

09.01.2006, 14:45

Roboter mit Z80-Bordrechner? Bitte, hier ist noch einer:
http://www.z80.info/z80robot.htm

http://www.z80.info da findet sich alles was der Z80 Liebhaber so sucht !

PicNick

09.01.2006, 16:44

Ich weiß zwar nicht, warum mir das gerade jetzt einfällt, aber heut ist im TV wieder die BBC-Doku "Saurier der Urzeit" !
Is für Paläontologen sowas wie "Big Brother" :-)

FloLo

09.01.2006, 17:56

Also eher nicht?

Geschwindigkeit: ich meine aber, das ein Robiter mit Basic langsamer läuft ale einer mit Z80-Assembler!

Programmierung: Ich han für den Z80 einen Pascal-Compiler, für meinen Fertigroboter nicht ( ich bin Pascal-programmierer)

Speicher: Ich hatte vor ein EEProm zu verwenden.

Ich hab den fertigen Microcomputer schon (selber zusammengebaut, mit Ätzen usw) ich dachte ich schließe die Motoren etc an den Pio an.

Habt ihr vielleicht andere Kostenlose Ideen :-)

PicNick

09.01.2006, 18:11

"Kostenlos" ist natürlich ein starkes Argument. Und wenn du schon was mehr oder weniger Fertiges hast, und es funzt, dann überhaupt und sowieso.
Es wird dir halt allgemein ein steiniger Weg prophezeit.
Egal:
Dadurch, daß du dir einen Kontroller gewissermaßen selbst zusammenbaust, erwirbst du dir auf jeden Fall unschätzbare Kenntnisse über das, was ein Kontroller so den ganzen Tag zu tun hat, weil du ja alle Probleme selbst lösen mußt.
Und genau dann wirst du auch wissen, warum wir so gejammert haben.

Laß es dir nicht verdriessen !
Und wenn es wo hakelt, dann frag nur, du hast ja gesehen, daß es eine Menge alter Wracks gibt, die sich mit der alten Technik noch recht gut auskennen.

FloLo

09.01.2006, 18:18

Danke, ich komm darauf zurück... :-)
Nochwas:
Ich hab da letztens bei Conrad einen Roboter gekauft,(daher kenn ich dieses Forum) er heißt ASURO und hat einen ATMEGA8L Prozessor, hat da jemand einen Pascal compiler? C liegt mir nicht so!

PicNick

09.01.2006, 18:34

uiui. Bin ich jetzt erschlagen.
ASURO ist sehr beliebt hier und du solltest diese Frage in diesem Forum stellen (mach lieber extra einen Thread auf, mit "Z80" verscheuchst du harmlose Geister)
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewforum.php?f=25

H.A.R.R.Y.

10.01.2006, 10:11

@FloLo:

Du hast einen Pascal-Compiler für Z80? Wo bekommt man sowas, ich hätte Interesse. Welche Vorraussetzungen hat der Compiler - läuft er auf einem PC oder auf dem Z80 selbst?

Die Motoren kannst Du selbstverständlich an einen Parallelport anschließen - natürlich mit Treiber-IC - allerdings wird es mit PWM problematisch. Da brauchst Du meist "artfremdes" z.B. einen 82(C)53 oder 82(C)54.

@PicNick:

Und wenn es wo hakelt, dann frag nur, du hast ja gesehen, daß es eine Menge alter Wracks gibt, die sich mit der alten Technik noch recht gut auskennen.

So abgewrackt fühle ich mich noch gar nicht! Warte nur bis ich Dich kriege, dann gibts :Haue mit dem Krückstock... Wer ist hier ein Wrack?

PicNick

10.01.2006, 12:36

...mit dem Krückstock..
*rofl*
Hab' vergessen zu sagen, dass Anwesende natürlich ausgenommen sind, Ich meinte ja gaaaaaaanz andere :mrgreen:

Vogon

10.01.2006, 22:13

... Du hast einen Pascal-Compiler für Z80? Wo bekommt man sowas, ich hätte Interesse. Welche Vorraussetzungen hat der Compiler - läuft er auf einem PC oder auf dem Z80 selbst ...

Da findest du so etwas: http://users.iafrica.com/r/ra/rainier/

Embedded Pascal
Currently the following compilers are available:
Z80/Z180 and compatible
8051/8052 and compatible
ATMEL AVR
Z380/Z382 ( Beta )

Bei http://www.gaby.de wirst du sicher auch noch was finden, denn die meisten DOS-Programme wurden ja mal für CP/M entwickelt. Mit einem Z80/CPM-Emulator laufen die auf einem Heutigen Rechner mit (fast) Lichtgeschwindigkeit !
Wenn ich in meinen verstaubten Schachteln suche, finde ich bestimmt noch ein TURNO-Pascal, aber wie soll ich die 8-Zoll Diskette lesen ?