Измерительно - вычислительный комплекс на базе МК-61

Измерительно-вычислительный комплекс ИВК-3/К выполнен на базе программируемого калькулятора МК-61. В его состав входит программируемый микрокалькулятор, интерфейсный блок, выполненные в одном корпусе в виде законченного прибора и набор датчиков физико-химических величин.

Зная алгоритм проводимого измерения или исследования, учащийся сам составляет и вводит программу в микрокалькулятор, по которой затем и выполняются исследования на природе или в лаборатории. С нашей точки зрения, создание такой мобильной учебной измерительной системы на основе программируемого микрокалькулятора с позиции оптимальной достаточности и экономической целесообразности оправдано несмотря на то, что существуют и переносные малогабаритные комьютеры типы Notebook.

Измерительно-вычислительный комплекс ИВК-3/К не требует даже знаний элементарных работ на персональном компьютере, но позволяет, кроме прямой цели измерения того или иного параметра, развивать алгоритмическую культуру учащихся.

ИВК-3/К имеет автономное питание от 3-х гальванических элементов по 1,5 В или 3-х аккумуляторов. Он также может питаться через внешний источник питания с выходным напряжением 5 В от сети переменного тока с напряжением 42 В и 220 В. Его потребляемая мощность около 2 Вт.

Без внешних преобразователей комплекс непосредственно измеряет:
- постоянное и переменное напряжение от 0,01 до 50 В;
- частоту от 0,1 до 1000 Гц;
- интервалы времени от 0,01 до 100 с.

Погрешность измеряемых величин не более 5 %.

Для измерения таких параметров как температура, влажность, давление, расход воздуха или газа, освещенность, шум, кислотность среды, радиоактивность, напряженность магнитного поля, сопротивление заземления или изоляции и других используются внешние преобразователи, подключаемые к разъемам прибора-комплекса.

Как видно из внешнего вида ИВК-3/К, дисплей и клавиатура микрокалькулятора выходят на верхнюю панель. На переднюю панель выведены переключатели рода работ комплекса.

Рассмотрим их справа-налево.

При отжатой первой клавише комплекс по первому и второму каналу измеряет напряжение, а при нажатой - частоту. При нажатой второй клавише (независимо от положения первой) комплекс измеряет интервалы времени. Третья клавиша - "пуск"-"стоп". При измерении напряжения или частоты в ручном режиме на эту клавишу нажимается один раз "пуск", а при измерении времени задается интервал времени первым нажатием "пуск" и вторым - "стоп".

Ручной режим измерения напряжения и частоты выполняется при отжатой четвертой клавише, а при нажатой - напряжение и частота измеряются в автоматическом режиме через 20 секунд.

Пятая кнопка используется очень редко. Если произошел какой-либо сбой при измерениях, то чтобы интерфейс установить в начальное состояние, нажимается эта клавиша.

На скошенной части верхней панели установлены два переключателя (тумблера):

Если переключатель 1 находится в таком положении как на рисунке, то включен "канал 1", а если в противоположном направлении, то "канал 2".

Разъем 3 используется при измерении временных интервалов с помощью внешних коммутаторов, а 4 - для подключения внешнего сетевого источника питания.

Источник: сайт кафедры технической механики и технологического образования Воронежского государственного педагогического университета

КЛИП: ПМК в СССР

Из истории клуба любителей игровых программ для микрокалькуляторов

Микрокомпьютер Электроника МК-85

"Электроника МК-85 — советский программируемый калькулятор со встроенным интерпретатором языка Бейсик. Выпускался заводом «Ангстрем», г. Зеленоград с 1986 года, продавался в сети магазинов «Электроника» по цене 145 рублей." [Википедия]

Существовали также две модификации этого микрокомпьютера: МК-85 М (с увеличенной энергонезависимой памятью), изображённый на рисунке выше, и МК-85 С (портативный шифратор, применялся военными с 1991 года)

По своим функциям этот микрокомпьютер подобен современным калькуляторам с матричными индикаторами. Но есть и важное отличие - буквенно-цифровая клавиатура, характерная для компьютеров.

Вот сайт, посвящённый этому микрокомпьютеру, 150 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ для МК-85, а также Эмулятор МК-85 и инструкция по эксплуатации МК-85

Микрокомпьютер Электроника МК-90

Электроника МК-90 — советский микрокомпьютер на основе процессора с системой команд PDP-11.
...

В комплект устройства входят два подключаемых модуля внешней энергонезависимой памяти МПО-10 объемом по 10 КБайт. Энергонезависимость обеспечивалась встроенной литиевой батареей типа CR2016. На одном из таких модулей можно было найти игру Тетрис, написаную в машинных кодах. К сожалению, ввиду того, что батареи CR2016 со временем разрядились, игра "Тетрис" для МК-90 считается утраченной.
Есть возможность подключения док-станции Электроника MK-92, оснащённой перьевым четырехцветным графопостроителем и выходом на бытовой магнитофон. Было заявлено, что МК-92 будет поддерживать вывод на бытовой телевизор, но эта возможность так и не была реализована. [Википедия]

Эмулятор МК-90

Микрокомпьютеры Электроника МК-98 и МК-95

Электроника МК-98 — российский портативный микрокомпьютер, разработанный в 1998 году, использующий процессор, совместимый с i80C86. Cерийно не выпускался, существовал только в опытных образцах. Встроенное программное обеспечение реализовывало функции записной книжки, ассемблера и отладчика x86. [Википедия]

Электроника МК-95 аналогичен по функциям МК-98. Также не получил распространения.

Существует его вариация - "Электроника 95С" - шифрующее устройство

Согласно сайта http://www.computer-museum.ru/histussr/mk_85_1.htm было две "Электроники МК-95". Одна была сделана в минском НПО "Интеграл" и являлась большим микрокомпьютером, описанным выше. А был еще московский МК-95 (МПК-95), который представлял собой сильно модернизированную МК-85:

МПК-95 имел следующие основные отличия от МК-85:

• программируемый порт, имевшийся в МК-85, был выведен на внешний 15-контактный разъем типа РПС1-15Г
• увеличенный объем ОЗУ — до 24К ? 8 бит (три БИС) и ПЗУ — до 32К ? 8 бит (одна БИС). Сначала применялись импортные БИС в корпусах с выводами на две стороны. В последующем планировался перевод БИС ПЗУ КР563РЕ1 (32К ? 8 бит) и ОЗУ К537РУ16 (8Кх8 бит) в такие же корпуса
• модифицированные ЖКД и контроллер, обеспечивавшие вывод на экран двух 16-символьных строк. Убрана таблица режимов работы компьютера, располагавшаяся в МК-85 справа от ЖКИ
• введено несколько дополнительных клавиш клавиатуры КПК
• КПК дополнен внешним адаптером программируемого порта КПК с последовательным портом типа RS-232 IBM — совместимого ПК и телефонным каналом (модем, 1200 бод). Это позволяло МК-95 автоматически обмениваться информацией либо непосредственно с ПК, либо по телефонной линии с удаленным абонентом, а также удаленному абоненту обмениваться данными с ПК через МК-95 с одновременным шифрованием/расшифрованием информации. Конструктивно адаптер был выполнен в виде небольшого настольного прибора размером 170в115 в 35 мм с ложементом для установки и бескабельного подключения МК-95, а также с разъемами для кабелей RS-232 и телефонной линии

ПМК на уроках физики

Знаете ли вы, что русский курс физики рассчитан на использование отечественных ПМК? Вот, что мне удалось узнать от моей коллеги, учительницы физики в московском лицее №1525 «Воробьёвы горы».

Для проверки знаний учащихся на школьных уроках физики в СССР и РФ используется задачник Рымкевича. Вот обложка этого задачника, взятого прямо из школьной библиотеки:

Некоторые задачи, например задача 236* имеют пометку (ПРГ).

Заинтересовало? Подробнее в жж-сообществе mk-152 (картинки, 530Кб).

Реконструкция прошивки Б3-34, МК-61

После смерти Ярослава Карповича Трохименко народ пытается самостоятельно разобраться в его наследстве, устройстве программируемых калькуляторах Б3-34 и последующих. Современные технологии и средства связи делают данный проект возможным. Да и хэкерская сцена, которой больше четверти века — это вам не любительские посиделки с iPhone'ом! ;-)

Неленивый парень mtve с книжкой Трохименко:
http://frox25.no-ip.org/~mtve/wiki/B334.html

Сайты по тому, как залезть внутрь чипа и что делать потом (англ.):
http://visual6502.org/
http://intruded.net:8080/siliconpr0n/doku.php

Русский инженер felix во Флориде, с длинным и толстым :-) микроскопом:

http://zx.pk.ru/showthread.php?t=15073

Прошивка ИК1303, снятая этим микроскопом:
http://felixl.com/calc/urom-marked1.zip

Страничка Сергея Вакуленко по потрохам Б3-34:
http://vak.ru/doku.php/proj/calculator/b3-34

Обсуждение на КЛК:
http://leningrad.su/calc/cforum.php?page=1&forumid=11&topicid=572

«напомню структуру кристала -- 1й слой - метал (алюминий) самый верхний, 2й слой -- полисиликон (поликремний), 3й слой -- межсоеденений, 4й слой -- кремний.» (c) felix

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

→ Еггогология

Вот материал из Википедии (http://ru.wikipedia.org/), повествующий об еггогологии:

Еггогология — изучение скрытых возможностей микрокалькуляторов.

Название происходит от сообщения об ошибке «ЕГГОГ» (англ. Error — ошибка), которую выдавали отечественные программируемые микрокалькуляторы второго поколения (Электроника Б3-34, МК-54, МК-56, МК-61, МК-52). Термин впервые появился в журнале «Техника — молодёжи» после цикла статей, посвященных программированию на микрокалькуляторах серии «Электроника Б3-34» и увлекательного фантастического путешествия с Луны на Землю (автор — Михаил Пухов) под общим названием «Кон-Тики: путь к Земле». В этом цикле, кроме игровых программ, описывались различные недокументированные возможности микрокалькуляторов и видеосообщения, многие из которых получались путем манипуляций с клавишами после появления сообщения об ошибке «ЕГГОГ»
Читатели журнала с огромным энтузиазмом откликнулись на рассказ об обнаруженных недокументированных возможностях микрокалькуляторов, стали искать новые, и по окончанию цикла «Кон-Тики…» появился небольшой раздел «Новости Еггогологии». С помощью опубликованных в нём недокументированных приёмов было написано множество новых игровых программ, большинство из которых просто не могло быть создано стандартными средствами, в силу ограниченности ресурсов калькуляторов семейства Б3-34.

Очень подробно и интересно об еггогологии рассказано здесь:
http://www.geocities.com/SiliconValley/1061/b334.htm

А здесь вы найдёте множество игр, основанных на недокументированных возможностях советских ПМК:
http://lordbss.narod.ru/pmk.html