Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eigener Taschenrechner


von Nathan M. (nathanm)


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Ich würde gerne einen eigenen Taschenrechner bauen und bräuchte dazu 
noch etwas hilfe.

zunächstmal sei gesagt, dass ich keine µC verwenden möchte, sondern die 
logischen schaltungen selbst aus transistoren zusammenlöten will.
Das ganze sollte möglichst einfach gehalten werden, daher hatte ich für 
die ausgabe an eine reihe von LEDs gedacht, die das ergebnis dann binär 
darstellen.
Zur eingabe habe ich mir überlegt entweder zwei taster für 1 und 0 zu 
verwenden oder mehrere kippschalter nebeneinander.

in meinem physikbuch habe ich auch ein paar schaltpläne für inverter, 
NAND, AND, OR, NOR, halbaddierer und volladdierer gefunden, allerdings 
stehe ich nun vor dem problem das ganze mit meinen "ein- und 
ausgabegeräten" zu verbinden.

außerdem würde es mich noch interressieren ob subtraktion, 
multiplikation und division auchnoch realisierbar wären, oder ob das 
viel komplizierter wird.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Nathan Maier schrieb:
> zunächstmal sei gesagt, dass ich keine µC verwenden möchte, sondern die
> logischen schaltungen selbst aus transistoren zusammenlöten will.

Dann brauchst Du aber eine sehr große Tasche.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Wenn du das wirklich willst, bau einfach mal einen 4bit-Addierer auf. 
Dann hast du was funktionsfähiges. Und die Nase voll vom Transistoren 
löten.

von Nathan M. (nathanm)


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es muss ja 1. nicht unbedingt in eine hosentasche passen und 2. nicht 
mit riesigen zahlen rechnen können, mir würden da schön 3 stellen 
(binär) reichen

von Karl H. (kbuchegg)


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Bau trotzdem erst mal einen Volladdierer dafür auf.
Dann lernst du auch integrierte Schaltkreise zu schätzen, in denen zig 
Tranistoren bereits vorverdrahtet zur Verfügung stehen.

Als EIngabe ein paar Schalter, als Ausgabe ein paar LED. das passt dann 
schon.

von Nathan M. (nathanm)


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ok, hab grade mal nachgezählt und bin auch der meinung das könnte etwas 
viel werden, aber wenn ich nen µC nehm, dann hab ich ja im prinzip nur 
nen fertigen taschenrechner mit "tastatur" und "display" versehen, wenn 
ich das richtig sehe und das ist nämlich mein problem.

ich wollte das eig. als physik gfs machen (11./12. klasse) und ich würd 
halt gern was praktisches machen.

von Karl H. (kbuchegg)


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Wenn du es ganz gefinkelt machen willst, dann baust du dir erst mal ein 
paar logische Gatterschaltungen aus Transitoren (und Dioden) auf (zb auf 
jeweils einzelnen kleinen Platinen), die du dann laut Verschaltung eines 
Volladdierers verbinden kannst.

TTL Logik und die zugehörigen SChaltungen findest du zb hier
http://www.allaboutcircuits.com/vol_4/chpt_3/5.html

: Bearbeitet durch User
von Nathan M. (nathanm)


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aber wenn ich nur einstellige summanden habe, dann reicht doch ein 
halbaddierer oder?

aber die idee mit dem modularen aufbau gefällt mir, das ist dann 
besonders anschaulich und somit auch gut für präsentationen geeignet.

von EU-Sozialkommissar (Gast)


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Naja. Für Subtraktion braucht's nen 2er Komplementierer. Multiplikation 
sollte noch gehen aber Division erfordert schon einiges an 
Gehirnschmalz.
Warum willste das überhaupt aufbauen? Wäre ein PC-Simulator zum lernen 
nicht besser? Oder willste einfach nur löten um des lötens Willens?

von holger (Gast)


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von (prx) A. K. (prx)


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EU-Sozialkommissar schrieb:
> Naja. Für Subtraktion braucht's nen 2er Komplementierer.

Nö. Einerkomplement plus gesetztes Carry-In = Subtraktion.

von Nathan M. (nathanm)


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ja ich bin jetzt mal davon ausgegangen nur einen addierer zu basteln und 
den rest mit µCs zu machen. Dann gegebenenfalls auch mit segmentanzeige.

von Karl H. (kbuchegg)


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Hier ist dein Vortrag für einen 4-Bit Addierer.
Die Gatter sind ein wenig einfacher realisiert, was bei so einem Projekt 
durchaus ok ist. Bei einem in Serie produzierten IC muss die Schaltung 
natürlich ein wenig ausgereifter sein (TTL-Logik), aber im Prinzip 
reicht das schon.

http://www.youtube.com/watch?v=xISG4nGTQYE

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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Nathan Maier schrieb:
> ja ich bin jetzt mal davon ausgegangen nur einen addierer zu basteln und
> den rest mit µCs zu machen. Dann gegebenenfalls auch mit segmentanzeige.

Wenn schon, dann mit diskreten IC, in denen fertige Gatter enthalten 
sind. Alles andere wäre ein Stilbruch.

von bko (Gast)


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im Rechenwerk nur 125 Transistoren:
http://computermuseum.informatik.uni-stuttgart.de/dev/decitrn/

Ok der Ultraschall-Laufzeit-speicher ist heutzutage eher
selten geworden..

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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wow, 1967 7.800DM, das war ein richtiger Haufen Geld. Gabs bestimmt 
schon einen Mercedes dafür (damals war das noch ein Auto, das zu kaufen 
sich lohnte)

von W.S. (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Wenn schon, dann..

Ach, manchmal tut ihr Moderatoren mir leid. Und ihr müßt wirklich 
alles lesen? O je.

An den TO: Vielleicht soll das ganze nur dazu dienen, die Moderatoren 
auf Trab zu halten. Vielleicht kommt es aber auch daher, daß du 
überhaupt keine Idee davon hast, was denn einen Taschenrechner 
eigentlich ausmacht. Mal von den schnöden Hardwaredingen abgesehen, ist 
das nämlich eine recht interessante Software-Angelegenheit.

Schon mal was von Pseudodivision und Pseudomultiplikation gehört oder 
gar gelesen? Oder (was einfacheres) UPN?

Vielleicht ist es für dich was Interessanteres, die alten HP-Journals 
aus der Inkunabel-Zeit zu lesen, also so 1976 bis 1982.

W.S.

von MaWin (Gast)


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Einen Schaltplan habe ich nicht, aber ein Bild von einem
Rechner mit 4 Grundrechenarten ohne IC nur aus Transistoren:
http://www.vintagecalculators.com/html/ime_84rc.html
Damit du den Aufwand siehst.

von bko (Gast)


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Cool, die Erweiterungsbox
>and on each box eight 8-digit constants can be set, (...)
Und die Frisur erst ...

von Michael_ (Gast)


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bko schrieb:
> Und die Frisur erst ...

War das nicht ein Tutt oder so ähnlich.

von holger (Gast)


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>> Und die Frisur erst ...
>
>War das nicht ein Tutt oder so ähnlich.

Ein Dutt. Meine Oma hatte sowas;)

von P. M. (o-o)


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Dann kauf dir ein FPGA-Entwicklungsboard und lerne VHDL. Dort kann man 
sich in Digitaltechnik austoben, ohne gleich Tonnen an Bauteilen 
verlöten zu müssen.

Was dein Vorhaben angeht: Es ist zwar durchaus sinnvol, mal digitale 
Grundschaltungen mit möglichst grundlegenden Bauteilen aufgebaut zu 
haben. Aber das ganze wird sehr schnell sehr sehr repetitiv und mühsam. 
Programmierbare Logikschaltungen (FPGA/CPLD) oder auch Mikrocontroller 
machen auf die Dauer viel mehr Spass.

von Mw E. (Firma: fritzler-avr.de) (fritzler)


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Das könnte etwas ausarten:
http://www.youtube.com/watch?v=H-Ui5wxCzvU
Wurde bei uns an der TU Berlin gebaut.

von Soul E. (Gast)


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Wenn Du (Nathan) das wirklich durchziehst, kannst Du von mir eine Rolle 
(ca 5000) BC817 haben. Dann wollen wir aber in den nächsten 6 Monaten 
auch ein paar Fotos von dem Ding sehen!

von Blackbird (Gast)


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Ich vermute, er denkt, TTL-"IC" sind µC. Deshalb der Wunsch, das "ohne 
µC" aufbauen zu wollen.
Die Empfehlungen bis hier sind also alle eine Stufe zu hoch.

Blackbird

von Karl H. (kbuchegg)


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Ich denke eher, er unterschätzt die Anzahl der Transistoren, die man 
benötigt um eine gewisse Grundfunktionalität zur Verfügung zu stellen.

Da kommt dann noch dazu, dass Taschenrechner heutzutage ja in kleinen 
bis kleinsten Ausführungen angeboten werden. Da kann also nicht 
'allzuviel Technik drinnen sein', denn sonst könnte man das ja nicht so 
klein bauen.

Das geht vielen Leuten so. Sie haben Probleme mit sehr großen bzw. sehr 
kleinen Zahlen. Das man ein paar Millionen Tranistoren auf einem 
Silizium-Plätchen von ein paar Millimeter Kantenlänge unterbringen kann, 
geht über ihr Vorstellungsvermögen.

von Harald W. (wilhelms)


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Nathan Maier schrieb:

> zunächstmal sei gesagt, dass ich keine µC verwenden möchte,

Der erste in Grossserie gebaute µC, der Intel 4004, wurde übrigens
genau zu dem Zweck gebaut, einen Tischrechner damit zu steuern.

Die Worte "Taschenrechner" und "Einzeltransistoren" sind übrigens
schon in sich ein Widerspruch, weil man für einen solchen Rechner
viel zu viele Bauelemente benötigt. In einer "Funkschau" der
achtziger Jahre chnergab es mal eine Bauanleitung für einen Vier-
Spezies-Rechner nur aus TTL-Bausteinen. Selbst der war deutlich
größer als ein Taschenrechner.
Gruss
Harald

von Arc N. (arc)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Ich denke eher, er unterschätzt die Anzahl der Transistoren, die man
> benötigt um eine gewisse Grundfunktionalität zur Verfügung zu stellen.

http://www.heise.de/ct/meldung/Nanoroehrchen-Prozessor-kennt-20-MIPS-Befehle-1967285.html
für den Kern mit 20 MIPS Befehlen reichen anscheinend 178 Transistoren.

Der erste Transistor-Computer bestand aus nur 92 Transistoren und 550 
Dioden
http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_computer

Sollte also machbar sein ;)

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