Mempelajari PCB dari kalkulator tahun 70an. Apa yang mereka pikirkan?

Saya telah mempelajari PCB dari kalkulator ELSI 8002 dari tahun 1974. Saya berpikir untuk menggunakan kembali case untuk sebuah proyek, meskipun sekarang saya telah memperbaikinya (dengan menyolder kembali konektor baterai) Saya tidak tahu apakah saya tahan untuk memisahkannya. ( Mengendus ) Mungkin, saya akan membeli yang lebih dalam untuk proyek saya ...

Selain sentimentalitas, saya agak bingung dengan tata letak keypad. Papan tombol awalnya tampak seperti papan tombol matriks biasa, tetapi setelah mempelajari dengan cermat jejak-jejaknya, saya menemukan bahwa tombol itu tidak menggunakan baris atau kolom.

Awalnya saya pikir ini mungkin karena mereka mencoba menyimpan pin pada pengontrol mikro. Tata letak matriks dengan kolom n baris dan m membutuhkan pin n + m. Tapi, sungguh, kita hanya perlu sepasang pin unik untuk setiap tombol. Jadi, sebenarnya kita hanya perlu pin x di mana n * m <= x Pilih 2.

Matriks 4x5 memiliki 20 tombol dan 20 <= 7 Pilih 2 = 21. (sebenarnya hanya 18 tombol yang diperlukan karena tombol reset "C" dipetakan dengan cara khusus dan tidak berbagi pin dengan tombol lain, dan ada yang tidak digunakan pad, meskipun mungkin itu digunakan dalam model lain?)

Saya pikir ini adalah apa yang terjadi karena baris dan kolom tidak memiliki pin yang sama ... tetapi tata letak menggunakan 9 pin ...? Dengan 9 pin mengapa tidak membuatnya menjadi matriks?

Bukan hanya jumlah pin yang digunakan untuk membaca matriks keypad yang penting. Satu hal yang perlu dipertimbangkan adalah jumlah penyilangan jejak, yaitu jumlah vias yang dibutuhkan. Masing-masing membutuhkan lubang untuk dibor dan proses ini tidak sebanyak otomatis pada tahun tujuh puluhan seperti sekarang ini. Tapi, ini bukan poin utama di sini:

Matriks 4x5 yang mengikuti tata letak geometris tombol rumit untuk didekode dalam prosesor. Walaupun ini adalah hal yang sepele untuk dilakukan di CPU saat ini, kalkulator saku selalu memiliki dan masih memiliki arsitektur prosesor yang sangat sederhana. Saat itu, terutama karena harganya. Ingat, prosesor komputer tahun 1971 adalah instruksi Intel 4004, 4 Bit dan 100k per detik dan dapat diasumsikan bahwa chip kalkulator ini (saya tidak dapat menemukan lembar data) kurang kuat.

Tabel @futurebird dibuat saat memeriksa sirkuit sepertinya ada kekacauan total koneksi. Sebenarnya, ini tidak benar seperti yang kita lihat hanya dengan mengatur ulang kolom dan baris:

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

Di sini kita dapat dengan jelas melihat maksud pengembang: Semua angka genap berbagi pin C, semua angka ganjil berbagi pin A. Ini membuat decoding tombol tekan untuk membentuk angka dalam memori sesederhana mungkin: Pada silikon perlu ada hanya "5 input hingga 3 bit encoder" untuk mendapatkan bit 3..1 dari digit yang dihasilkan dalam representasi biner sedangkan bit terendah diatur atau dihapus tergantung pada apakah garis A atau C aktif. Dengan cara yang sama, semua operasi dapat dideteksi dengan memeriksa jalur I dan yang lebih khusus pada input E.

Bandingkan dengan mendekode angka dari matriks dasar 4x5: Di sini ada 7 input yang harus diperiksa untuk mengambil 4 bit dari angka yang dihasilkan. Jelas bahwa pencarian ini menghabiskan lebih banyak ruang pada kain silikon.

Dengan menggunakan koneksi matriks ini, fitur mahal pada silikon dijaga seminimal mungkin, sambil sedikit memikirkan secara hati-hati merencanakan struktur matriks dan sedikit usaha dalam merancang PCB yang cocok dengan koneksi yang dimaksudkan yang tidak menambah banyak hal pada keseluruhan biaya perangkat.