ZX-Tapper — эмулятор магнитофона для ZX Spectrum на ATmega128 с SD-картой и часами реального времени

ZX-Tapper — это устройство на базе микроконтроллера ATmega128, предназначенное для замены кассетного магнитофона при загрузке и сохранении программ на ZX Spectrum. Устройство использует SD-карту для хранения образов лент в форматах TAP и TZX, имеет графический дисплей от Nokia 5110, часы реального времени, динамик и удобное меню навигации.

Схема и конструкция​

Устройство построено на микроконтроллере ATMega128 (16 МГц). Питание может осуществляться:

• От внешнего источника 5В (стабилизатор IC3 — например, LM1117)
• От батареек/аккумуляторов (1–2 элемента по 1.5В) с повышающим стабилизатором IC2 (рекомендуется 2 аккумулятора по 1.2В для устойчивой работы подсветки дисплея)

Дисплей: от Nokia 5110 (с алиэкспресса, смонтированный на плату).

Управление: 5-кнопочный джойстик.

Часы реального времени: PCF8583T или PCF8563T (под каждую микросхему — своя версия прошивки) с автономным питанием от батарейки.

Динамик: для прослушивания воспроизводимых/записываемых файлов (громкость регулируется переменным резистором, в будущем планируется программное управление).

Подключение к Spectrum: два разъёма "мини-джек" — вход и выход.

Печатная плата: разработана в Eagle, заказывалась в Китае. Существуют версии платы 1.0 и 1.2 (для версии 1.2 предназначены актуальные прошивки).

Прошивка и интерфейс​

Главное меню:

• Play — воспроизведение TAP-файла с SD-карты.
• Record — сохранение программы с компьютера на SD-карту.
• Settings — настройки интерфейса и таймингов.
• SD Info — информация о SD-карте (размер, тип, свободное место, производитель).
• About — информация об устройстве и версии прошивки.

Воспроизведение: отображается список TAP-файлов и папок на SD-карте (скрытые папки не показываются). После выбора файла отображается количество блоков, текущий блок и время загрузки. Доступна пауза и выбор блока для продолжения загрузки (актуально для игр с дозагружаемыми уровнями).

Запись: после выбора пункта "Record" открывается экранная клавиатура для ввода имени файла. Устройство ожидает начала передачи с компьютера, затем отображает номера и размеры принятых блоков.

Настройки (Settings):

• Язык интерфейса (английский/русский).
• Звуки при нажатии клавиш, при воспроизведении и сохранении.
• Подсветка дисплея (всегда выкл., всегда вкл., авто-режим — включается при нажатии).
• Скорость воспроизведения (x1, x2, x4, x8).
• Установка текущей даты и времени.

Настройка временных параметров сигнала:

• Pause: задержка между блоками (мс).
• Pilot: длительность сигнала пилота (мс).
• Pilot.l: длительность импульсов пилота (мкс).
• Sync 1: длительность первого синхроимпульса (мкс).
• Sync 2: длительность второго синхроимпульса (мкс).
• Data: длительность импульса данных (бит 0; бит 1 в два раза длиннее).
• Capture: режим захвата при получении данных (по фронту или спаду импульса).

Доступен сброс параметров к значениям по умолчанию или автоматическое определение параметров по сигналу с компьютера.

Предварительная настройка​

Для настройки контрастности дисплея (если экран не отображается корректно):

1. Отключите питание.
2. Нажмите и удерживайте клавиши влево, вправо и среднюю одновременно.
3. Включите питание.
4. В инженерном меню кнопками вверх/вниз установите контраст (диапазон 0–128), средней кнопкой — шаг 10.
5. Сохраните настройки кнопкой вправо.

Версии прошивок и плат​

• Существуют версии прошивки для микросхем часов PCF8583T и PCF8563T.
• Актуальная прошивка — v1.1.5 (для платы версии 1.2).
• Версия платы 1.0 отличается от 1.2 (требуются доработки для использования новых прошивок).

Известные проблемы и вопросы​

• Сброс даты и времени: после отключения питания дата и время сбрасываются на 2015 год, даже при наличии батарейки. Возможная причина — микросхема PCF8583 не поддерживает питание от батарейки в отличие от PCF8563. Требуется проверка.
• Идентичность прошивок: замечено, что файлы прошивок для разных версий и чипов в некоторых архивах идентичны.

Файлы для загрузки​

Полезные ссылки проекта:​

• Страница проекта (trolsoft.ru) — http://trolsoft.ru/ru/sch/zx-tapper
• Репозиторий проекта — GitHub