Усовершенствованный микрокалькулятор Б3-34

Все описанное в статье было реализовано во второй половине 80-х годов XX века.

  • Разгон системы (тактовая частота была увеличена с 80 до 145 кГц)
  • Дополнительный сервис (часы, звук, оповещение)
  • Увеличиваем программную память
  • Автоматизация ввода программ (перфосчитыватель)

Усовершенствованный микрокалькулятор Б3-34


Вплоть начала 90-х годов это была практически единственная доступная микро-ЭВМ. Не смотря на очень скромные даже по меркам того времени ресурсы, с помощью Б3-34 решались довольно сложные задачи, правда в отличие от современных компьютеров, требовались еще ручка с бумагой, хорошая память и воображение :-)

Б3-34 стал незаменимым помощником в институте, а на досуге можно было часами сидеть за увлекательной игрой.

Технические характеристики:
Тактовая частота, кГц - 80
К-во регистров памяти - 14 прямая и косвенная адресация
К-во шагов программы - 98
Энергонезависимая память - отсуствует
Розничная цена, руб - 85

Естественно эти характеристики не совсем устраивали, и я предпринял попытки увеличить производительность, объем памяти, автоматизировать ввод программ, и улучшить сервис. Некоторые идеи были взяты из журналов "Техника - молодежи" и "Наука и жизнь", которые тогда в каждом номере публиковали интереснейшие статьи, алгоритмы и программы для этой серии программируемых МК. Все описанное в этой статье было реализовано во второй половине 80-х годов XX века.

Блок-схема МК Б3-34


Управляющий контроллер, арифметический процессор и программная память связаны последовательной шиной передачи данных по типу сдвигового регистра. Все узлы тактируются от одного генератора. Такое решение позволяет изменять конфигурацию ЭВМ без коррекции ее микропрограмм.

И еще важная и приятная деталь - практически все товары, выпускаемые в те годы, комплектовались принципиальной схемой.

Для начала система была разогнана

Тактовая частота задающего генератора определяется параметрами RC цепочки. Она используется вместо характерного для современных компьютеров кварцевого резонатора, которые тогда были в дефиците, да и стоили как половина калькулятора.

После непродолжительных экспериментов тактовая частота была увеличена с 80 до 145 кГц. Это дало почти полуторное увеличение производительности, при сохранении стабильной работы всех узлов.

Дополнительный сервис

Из-за невысокого быстродействия выполнение программы могло затянуться на десятки минут, а иногда и на часы. Поэтому появилась необходимость в звуковой и световой индикации окончания работы программы. Также в свободном пространстве были установлены часы с ЖК индикатором, вынутые из сломанной импортной авторучки. И еще разъем, речь о котором пойдет ниже.

Вот что в результате всего этого получилось:

В процессе выполнения программы индикатор мигает, что и было использовано для выявления ее активности. После остановки раздается кратковременный звуковой сигнал и загорается светодиод. Это первый режим работы.

Второй режим - автоматический старт программы через некоторое время после ее остановки в промежуточной точке. Это делает работу с некоторыми програмами более удобной, избавляя от постоянного нажимания на кнопку С/П. За время паузы можно неспеша проанализировать содержимое индикатора, или переписать его на бумагу. Управление длительностью паузы и включение этого режима производится переменным резистором с совмещенным выключателем. Он установлен на противоположной боковой стенке МК, и на этом рисунке не виден.

Внутренности микрокалькулятора

Дополнительная электронная схема представляет собой управляемые одновибраторы и звуковой генератор. Она смонтирована на односторонней печатной плате. Крупногабаритные элементы (конденсаторы) размещены в белом кембрике, он в нижней части рисунка.

На следующем фото под дополнительную плату подложен лист цветной полупрозрачной пленки. Слева виден трансформатор преобразователя напряжения, питающего люминесцентный индикатор.

На левой боковой стенке находится переменный резистор с выключателем.
Вверху кнопки управления часами и штатный разъем для подключения блока питания.

На правой боковой стенке расположены светодиод, звуковой излучатель и переключатель режима работы дополнительной платы.

Увеличиваем программную память

На физическом уровне память программ состоит из двух идентичных последовательных регистров К145ИР2, включенных один за другим. Для начала я попробовал исключить один регистр из схемы, переключив провод, идущий к его выходу, на выход первого по счету регистра. В результате доступное число шагов программы уменьшилось. Логично было предположить, что если в цепочку добавить третий регистр - объем памяти соответственно увеличится. Практика это подтвердила.

Дополнительный регистр припаян сверху. Питание и тактовые сигналы он получает прямо с выводов основной микросхемы. Справа под проводами виднеется вторая из штатных ИМС программной памяти.

Автоматизация ввода программ

Отсуствие энергонезависимой памяти программ как правило порождает желание ее создать :-) что и было сделано. Первоначально хотелось вводить программу с внешнего носителя прямо в последовательную шину, но описание протокола обмена между узлами МК не удалось найти. Поэтому перфосчитыватель просто эмулирует нажатия на кнопки клавиатуры при помощи самодельных герконовых реле, подключенных одним контактом к линиям клавиатурной матрицы, а вторые контакты у них всех соединены вместе. Одновременно срабатывают два геркона, эмулируя нажатие любой кнопки.

Каждая команда состоит из двоичных кодов номера вертикальной и горизонтальной линий клавиатурной матрицы. Элементная база считывателя - микросхемы 155, 133 и 514 серий.

Носитель информации - широкая магнитная лента от ЕС ЭВМ. Устройство для перфорации представляет собой две пластины с отверстиями, между которыми проходит лента, и шток с рычагом для ее пробивания. Подготовка ленты производилась вручную, по заранее составленной таблице. На программу максимальной длины уходила пара часов. Фото перфоратора отсуствует, т.к. он утерян.

Считыватель полностью автоматизирован. Протяжку ленты осуществляет небольшой электродвигатель с редуктором. Информация считывается при помощи пар свето- и фотодиодов ИК диапазона, установленных по разные стороны ленты.

Сверху видна плата командных дешифраторов. Справа передняя панель, кнопки управления и светодиоды. Ниже в центре электропривод с ременной передачей на обрезиненные ролики.

На следующем фото вид считывателя снизу. Слева внизу ведущие ролики протяжки ленты. Правее электролитические конденсаторы блока питания, сетевой трансформатор и плата стабилизаторов напряжения. На передней панели (справа) видна плата цифровой индикации кода команды.

Автор: Алексей Полушкин. Статья на сайте автора: http://scilab.narod.ru/calc.html

Русский

Комментарии

Супер! Наверное, гений электроники тот, кто всё это сделал...
Я вот на электромонтажной практике в техникуме еле как за месяц успела маленький симметричный мультивибратор смастерить, потратив треть данного на всю группу олова для паяния, несколько раз обжегшись паяльником (а также сломав один паяльник) и в итоге получив нечто настолько кривое и косое, что даже старый учитель удивился, что оно работало (правда, пели выходы мультивибратора разными голосами - мне так и не удалось найти в данной нам куче элементов двух одинаковых конденсаторов). Поэтому я восхищаюсь людьми, которые умеют прилично паять электрические схемы, и всё, что с этим связано. Я-то уж знаю, как это непросто!

Мультивибратор у меня получился аккуратный, потому что я его собирал из "Электронных кубиков" :)

Что за электронные кубики?

Примерно такие

Только у меня вариант был еще древнее, в коробке, корпус другой, для мультивибраторов прилагался телеграфный ключ, вместо динамика - наушники.
Инструкция на 40 схем.
Стоили 10 руб.

Есть самодельный вариант, печатали в "Юном технике" (точный номер не помню, но могу поискать), примерно вот такой, как описано здесь: http://www.ruworld.ru/lastmediaonline124145.html

Интересная штука... а у нас были обычные резисторы, обычные конденсаторы, обычное олово, и всё это соединялось воедино обычным паяльником... даже платы для схемы сами протравливали, и дырки в них сами сверлили. А вообще, интересно было...

Паять-то я тоже паял, но платы не разводил (точнее, один раз в компании с товарищем).

Очень уж он кратко остановился на увеличении программной памяти. Имеется в виду 98 на 105 и появление RE вместо КИП↑/КП↑?

А использование магнитной ленты в качестве перфоленты это подвиг в стиле ретро. :) Он был повторен в Москве, где до введения системы АСКП магнитные проездные пробивались дыроколами. Я про перфоленты для Б3-34 читал, кажется, в Радио. Но без фотографии перфоратора (и личной проверки его в работе) слабо верится, написать-то всякое можно.

Бесперебойное питание в ПМК. При низкой производительности (долгом времени счёта по программе) в Б3-34 актуально было резервное питание, которое спасало бы работу в случае внезапного отключения электричества (как нынче в ноутбуке). Это достигалось простым припаиванием в схему германиевого диода, с прямым током не менее 100 мА, параллельно размыкающимся контактам в разъёме питания. В таком режиме, не прерывая вычислений можно было отключиться от одной розетки и перейти к другой, или просто вынуть (вставить) разъём блока питания в ПМК в процессе счёта. При рботе диода слегка тускнел индикатор т.к. напряжение уменьшалось на 0.3 Вольта

Память в Б3-34 Логично было предположить, что если в цепочку добавить третий регистр - объем памяти соответственно увеличится. Практика это подтвердила.

Сколько шагов программ стало доступно в результате такой переделки?

---------------------------
Истина где-то рядом
www.litres.ru/vitaliy-samurov/dozvonitsya-do-devy/