Z80 TESTER — автономный аппаратный тестер микропроцессоров Z80 и совместимых клонов (DIP/PLCC/LQFP)

Z80 TESTER — это автономный аппаратный тестер/браковщик микропроцессоров Z80 (и его клонов — например, восточногерманского U880, советских КР1858ВМ1/Т34ВМ1 и т.п.), предназначенный для проверки работоспособности процессоров перед их установкой в ретро-компьютерные проекты Z80. Устройство самодостаточно: содержит собственную тестовую программу в ПЗУ, которая выполняется прямо на проверяемом процессоре, и управляющий микроконтроллер, который формирует тактовую частоту, анализирует результат и выводит его на индикаторы.

Автор — Olexander Karnaukh (UR4QBP), схема датирована 08.05.2025, ревизия 1.0 — логичное продолжение серии ретро-проектов (нужен инструмент для проверки процессоров).

---

1. Тестируемый процессор — три варианта посадочных мест​

Плата поддерживает установку Z80 в трёх разных корпусах (устанавливается только один из трёх — остальные места остаются пустыми):

• DD1 — Z84C0020PEC в ZIF-40 (панелька с нулевым усилием вставки) — для проверки процессоров в классическом корпусе DIP-40 (самый частый случай: старые, б/у, «выпаянные» микросхемы).
• DD8 — Z84C0020VEC (PLCC-44) — впаиваемое посадочное место для проверки процессоров в PLCC-корпусе.
• DD9 — Z84C0020FEC (LQFP-44) — впаиваемое посадочное место для SMD-варианта Z80.

Все три посадочных места электрически подключены к общей тестовой шине (адрес/данные/управление), поэтому один и тот же тестовый стенд обслуживает любой из трёх типов корпусов.

---

2. Память программы теста​

• DD2 — M27C512 (=W27C512) (DIP-28, 64КБ EPROM) — хранит тестовую программу, которую выполняет процессор-«подопытный». В комплекте несколько вариантов прошивки под разные ревизии/типы CPU:
  
  • test.z80.hex — базовый тест для Z80;
  • test.z80.u880.rev3.bin — вариант теста под восточногерманский клон U880 (учитывает отличия в таймингах/поведении этого клона);
  • v2.2_Test_Z80_27C512.BIN — актуальная версия 2.2 полного теста (32КБ, под полный объём 27C512).

---

3. Индикация результата​

• DD5 — КР1533ИР23 (=74ALS374) — 8-битный регистр-защёлка, фиксирует байт состояния, который тестовая программа выводит через порт вывода (IO_WR), и отображает его на 8 светодиодах LED1–LED8 («WRITE») — своего рода «шина осциллографа для бедных»: по паттерну засветки LED можно судить, на каком этапе тест остановился/какая ошибка обнаружена.
• LED9 — FJ2281BH (сдвоенный 7-сегментный индикатор) — выводит служебную информацию (например, текущую тестовую частоту в МГц или код результата), управляется контроллером DD6 через резисторные сборки RN1, RN2 (330 Ом).

---

4. Управляющий контроллер и генератор частоты​

• DD6 — STM8S003F3P6 (TSSOP-20) — микроконтроллер верхнего уровня: организует последовательность теста, обрабатывает кнопки, управляет индикацией, задаёт частоту тестирования через внешний программируемый генератор.
• DD7 — SI5351A (MS5351) (I2C-программируемый генератор тактовой частоты) — формирует сигнал CLK для тестируемого Z80 в широком диапазоне частот. Кнопки SB2 «CLK+» и SB3 «CLK-» позволяют вручную повышать/понижать тестовую частоту — это ключевая функция для браковки/сортировки процессоров по максимальной рабочей частоте (типичная практика при работе с NOS/б/у чипами разной степени износа и разных партий).
• ZQ1 — кварц 25 МГц — опорная частота для STM8/SI5351.
• SB1 «RESET» — сброс тестируемого процессора.
• XS1 «STM PROG» — 3-контактный разъём SWIM для внутрисхемного программирования/перепрошивки STM8.

---

5. Прошивка STM8 (три варианта, см.​

• ..._OA.hex — под индикатор с общим анодом (тип 2281В);
• ..._OK.hex — под индикатор с общим катодом (тип 2281А);
• ..._setup.s19 — универсальная прошивка с меню выбора типа индикатора (вход в настройку — удержание кнопки DN при включении питания или RESET; переключение ОА/ОК той же кнопкой; выход — выключение питания или RESET).

---

6. Питание​

• XP1 — USB-C — вход питания.
• DA1 — AMS1117-3.3 — стабилизатор 3.3В для STM8/SI5351.
• FU1 — предохранитель 0.3А, SA1 — тумблер ON/OFF.

---

7. Плата (PCB)​

• Размер платы: ≈ 100 × 100 мм — компактный настольный тестовый стенд.
• Двухслойная плата, стандартный производственный комплект Gerber.

---

8. Полный перечень элементов (BOM, 59 позиций)​

9. Резюме​

Z80 TESTER — это специализированный измерительный стенд для проверки и «браковки» процессоров Z80 и совместимых клонов (включая восточногерманский U880), поддерживающий три типа корпусов (DIP-40 через ZIF-панельку, PLCC-44, LQFP-44). Тестируемый CPU выполняет собственную диагностическую программу из ПЗУ, результат отображается на 8 светодиодах и 7-сегментном индикаторе; управляющий контроллер STM8S003F3P6 совместно с программируемым генератором SI5351A позволяет плавно менять тактовую частоту теста кнопками — то есть определять максимальную работоспособную частоту конкретного экземпляра микросхемы. Устройство логично дополняет всю линейку ретро-проектов этого автора (ATM 8.1a, General Sound), которым для сборки требуются заведомо исправные Z80-процессоры.

---

Файлы для загрузки​

Полезные ссылки проекта:​

• Источник (Telegram-канал) — https://t.me/pentagon1024zp
• Автор: Olexander Karnaukh (UR4QBP)