Badanie płytki drukowanej kalkulatora z lat 70. Co oni sobie myśleli?

Studiowałem płytkę drukowaną z kalkulatora ELSI 8002 z 1974 roku. Zastanawiam się nad ponownym zastosowaniem skrzyni do projektu, chociaż teraz, kiedy to naprawiłem (lutując ponownie złącza baterii), nie wiem czy wytrzymać, aby go rozdzielić. ( pociąga nosem ) Być może kupię bardziej zepsuty do mojego projektu ...

Pomijając sentymentalizm, jestem raczej zdezorientowany układem klawiatury. Klawiatura początkowo wyglądała jak typowa klawiatura matrycowa, ale po dokładnym przestudiowaniu śladów odkryłem, że nie używa ona rzędów ani kolumn.

Na początku myślałem, że może to być spowodowane tym, że próbowali zapisać szpilki na mikrokontrolerze. Układ matrycy z n rzędami i kolumnami wymaga n + m pinów. Ale tak naprawdę potrzebujemy tylko unikalnej pary pinów dla każdego przycisku. Tak więc naprawdę potrzebujemy tylko x pinów, gdzie n * m <= x Wybierz 2.

Matryca 4x5 ma 20 przycisków i 20 <= 7 Wybierz 2 = 21. (tak naprawdę potrzeba tylko 18 przycisków, ponieważ przycisk resetowania „C” jest mapowany w specjalny sposób i nie dzieli pinów z innymi przyciskami, a nieużywany pad, chociaż może jest używany w innych modelach?)

Myślałem, że tak się dzieje, ponieważ wiersze i kolumny nie mają wspólnego pinezki ... ale układ używa 9 pinów ...? Z 9 pinami dlaczego nie zrobić z tego matrycy?

Liczy się nie tylko liczba pinów używanych do odczytu matrycy klawiatury. Jedną rzeczą do rozważenia jest liczba skrzyżowań śladów, tj. Liczba potrzebnych przelotek. Każdy z nich wymaga wywiercenia otworu, a proces ten nie był tak automatyczny w latach siedemdziesiątych, jak obecnie. Ale nie o to tu chodzi:

Matryca 4x5 zgodna z geometrycznym układem kluczy jest złożona do dekodowania w procesorze. Chociaż jest to trywialna rzecz w dzisiejszych procesorach, kieszonkowy kalkulator zawsze miał i nadal ma bardzo proste architektury procesorów. W tym czasie głównie ze względu na cenę. Pamiętaj, że procesorem komputerowym z 1971 r. Były instrukcje Intel 4004, 4-bitowe i 100 000 na sekundę i można założyć, że układ tego kalkulatora (nie byłem w stanie znaleźć arkusza danych) jest mniej wydajny.

Tabela @futurebird utworzona podczas sprawdzania obwodu wygląda na totalny bałagan połączeń. W rzeczywistości nie jest to prawdą, jak widzimy po prostu przestawiając kolumny i wiersze:

   H F G B D
A  1 3 5 7 9
C  2 4 6 8 0
E  .     % C
I  * / + - =

Tutaj wyraźnie widać intencję twórców: wszystkie liczby parzyste dzielą pin C, wszystkie nieparzyste dzielą pin A. To sprawia, że ​​dekodowanie naciśnięcia klawisza jest tak proste, jak to możliwe: na krzemie musi być tylko „5 wejść do 3-bitowego kodera”, aby uzyskać bity 3..1 wynikowej cyfry w postaci binarnej, podczas gdy najniższy bit jest ustawiany lub kasowany w zależności od tego, czy linia A lub C była aktywna. W ten sam sposób wszystkie operacje można wykryć, sprawdzając linię I i te bardziej specjalne na wejściu E.

Porównaj to z dekodowaniem cyfry z podstawowej macierzy 4x5: Tutaj jest 7 wejść do sprawdzenia w celu pobrania 4 bitów uzyskanej liczby. Oczywiste jest, że ten stół przeglądowy zajmuje więcej miejsca na tkaninie silikonowej.

Korzystając z tego połączenia matrycy, drogie funkcje krzemu są ograniczone do minimum, jednocześnie zastanawiając się nad starannym zaplanowaniem struktury matrycy i niewielkim wysiłkiem w projektowaniu płytki drukowanej pasującej do zamierzonych połączeń, co nie dodaje wiele do całkowite koszty urządzenia.