一大把继电器,或在电磁继电器计算机。第1部分 - ALU

我会告诉你如何创建一个计算机(或者更确切地说,只有部分)上的电磁继电器他自己的手。





这一切是如何开始
这一切都始于一个事实,即我读了关于电磁继电器的计算机上创建哈利·波特 - 波特兰大学的爱好者。下面是他旁边的这台电脑的画面:



因为我喜欢的旧电脑(我收集的部分可以看出,在这张专辑中 ),那么我也想创造类似的东西。我开始寻找其他项目,发现很多

其他现代计算机电磁继电器
其中有些是或多或少重复项目的一部分哈利只能表明,建立这种计算机是可能的。例如, DUO 14的高级时,如下所示,可以执行包含多达8个简单的命令的程序。



项目
所以,我打算建立一个像电脑一样的 HPRC abbr>标签。想它可能是真实的东西来算,以及其所有的元素都是可视化 - 可以追溯到工作ALU,寄存器,计数器等指令

开始做我决定ALU。要确定适用于他的要求,我一般已开发的指令集,并想出什么需要的轮胎和信号。 ALU的具有并行结构(所有位都同时评估)和旨在用于一个8位的计算。

我当即决定,我需要做减法模块。在许多其他电脑,该模块没有实现,因为他的工作可以用否定,除了进行。与加法,减法(有或没有转移),逻辑OR,NOT,XOR和向右移动(与转移或在一圆圈):因此,ALU将执行以下操作。计划除了和逻辑运算,我拿出HPRC。

另一个特征是在一个事实,即该计算结果被锁存的影子寄存器中很少发现。在需要为相同的通用寄存器可被用作输入和输出。

只要是ALU应该没有计算机的其它部件,所以它调试到继电器线圈是连接的翻转开关,供电。计算结果可以由连接到该电路的输出的LED装置中观察到。不管将锁存的结果,计算单元连续地进行操作,所以与指标的帮助下,可以同时观察到的所有操作的结果。



继电器
被选择的电压源24,而不是12,因为在大多数其他现代计算机上的电磁继电器,以使所述导线更薄。后来事实证明,这种解决方案的缺点 - 具有集成电阻的额定功率为24不会发生LED,所以不得不单独购买的电阻和焊接

由于计算机的主要性能之一应该是清楚起见,我选择用透明体和一个内置的LED的继电器。此外,他们看起来美丽动人,它可以让你不安装额外的LED指示灯,用于指示输入信号。

我读的博客之一的计算机的组装开始后,意识到我错过了保护二极管,防止电弧时开放中继敲门指标。所以我买了100块1N4448二极管和焊料他们与每个线圈并联。

材料
由于计算机必须是明确的,那为什么他不漂亮吗?哈利用桃花心木琴身。我找到了一个合适的材料印茄木 时,在相同厚度的刨光板的形式。

所有部件都装在有机玻璃的6毫米板材。继电器被胶合,以及其他一切,或安装在一个专门钻出的孔或螺纹连接。板带铭文雕刻黄铜。最困难的部分是找到安装板适当大小的黄铜螺钉。在俄罗斯,这本书没有工作在其他地方,但我几乎无意中发现他们的爱好商店在赫尔辛基。

招聘
我一开始就说,他已经买了电源,三十几继电器,电线和开关来控制输入和由ALU产生的内部信号。继电器包含4个DIP开关。在一些情况下,所有4个开关都没有用,但节省通过使用具有触头的数量较少接收几乎不中继。


这些继电器都花了我大约200卢布,所以我开始寻找更便宜的选择,因为整个单元ALU根据自己的需要约100件初步估计。一批100件我能订购批发价格略高于100美元的继电器。但供货商自己显得继电器不应该是很快的,所以我继续搜索。

原来,该继电器可直接从中国订购的要便宜得多。我点了另一批100件的约10亿每人(美元再花费大约30卢布)。后来事实证明,一些中继收到来自中国,显然是有缺陷的。例如,下面的照片显示了继电器内的导线被逆转。幸运的是,修正这个bug已经足够相似的逆转外部连接的继电器。


此外,有许多继电器氧化。在某些情况下,它证明了严格要求,不得不把继电器。但有时仍然设法抛出输入和输出到其它触点 - 发挥了作用冗余继电器,4个开关

在所述主体的制造必须学会对木材的处理一些简单的工作,但大多数时候了钎焊 - 对于许多继电器有焊接线连接到所有14个引脚

结果
文章不是很长,稍微肤浅。更多的信息可以在项目网站 找到。如果社区有兴趣,我可以写更多的特性和操作的ALU,以及投影的计算机的原理。

从我决定把我的电脑的那一刻,它已经有一年半的时间。在此期间,我广泛的设计架构和指令集,同时还创造了第一个计算机模块 - 算术逻辑单元。从形式上看,当然,在ALU中使用的半导体 - 在LED用于指示和保护二极管。但逻辑是建立在机电式继电器。在这个单元中只缺少外部连接,但我会做其他的模块后会出现,这将连接ALU。接下来,我打算做一个寄存器块。



统计
ALU由88中继调试信号被馈送以43拨动开关时,显示的输出,用70的LED。单元尺寸 - 74x56x14厘米

继电器与各种缺陷被发现约10刚算困难,因为仍有些轻微改变这个计划。

成本
  • 继电器 - 6120
  • 发光二极管 - 2660
  • 拨动开关 - 1510
  • 电源 - 2520
  • 电缆等详细信息 - 1220
  • 题记(材料,雕刻和硬件) - 3340
  • 材料外壳 - 4300
  • 总 - 21670 B > LI> UL>虽​​然它原来不是哈利便宜2倍。这不包括焊料和助焊剂,砂纸,故障和损坏的物品,以及我已经出现在结构的外壳的过程中,工具的成本。

    我们可以做的更好
    在我的电脑的第一个模块结束后,我才明白,有些事情可以做的更好:
    <011>
  • 在大概,在ALU继电器中使用的数目可以通过组合模块的加法和减法来减少。我认为,这样可以节省8个继电器。
下一个模块上工作时应该尽量准确地钻孔。这时,他们中的一些已经转向小(一 - 大)。裂缝 经验表明,在我们的城市是不是很容易使对黄铜优质激光雕刻。显然,接下来的时间用于使铭文不得不尝试应用光刻。 LI> 可能频繁切换电路,如一个时钟,就必须要使用的重复,因为示出的继电器本身不太可靠。李> < / OL>
友情链接
项目网站: sourceforge.net/p/relay
其他计算机:
在哈利·波特的继电器计算机: web.cecs.pdx.edu/ 〜哈利/继电器/ LI > 继电器计算机二级:<一href="http://www.electronixandmore.com/projects/relaycomputertwo/index.html">www.electronixandmore.com/projects/relaycomputertwo/index.html RC-3继电器计算机: www.computerculture.org/projects/rc3/ 埃德蒙·伯克利的西蒙接力处理器: www.cs.ubc.ca/ 〜hilpert / E /西蒙/ index.html的 LI> TIM:<一href="http://www.northdownfarm.co.uk/rory/tim/tim-8.htm">www.northdownfarm.co.uk/rory/tim/tim-8.htm DUO 14高级:<一href="http://www.ostracodfiles.com/ostracod/relay.html">www.ostracodfiles.com/ostracod/relay.html 继电器计算机«教练»: relaysbc.sourceforge.net/ I²8位继电器计算机: isquared.weebly.com/ 克利安莱茵哈特的继电器计算机:www.relaiscomputer.de/ 明镜Relaisrechner:<一href="http://www.schlaefendorf.de/relaisrechner/dokumentation/index.html">www.schlaefendorf.de/relaisrechner/dokumentation/index.html

资料来源: habrahabr.ru/post/220865/