リレー式電卓の資料公開

リレー式電卓の資料公開

■はじめに

　もう、あれから１２年たったんですね。早いですね。
　実機は、うちの玄関でホコリをかぶっています。まだ動くとは思いますが・・・。

　ところで、リレー式電卓の資料を公開していませんでした。（特に回路図）

　ちょうど部屋の片付けをしていたら、ファイルがありまして、
　関連する回路図やら色々出てきたものだから、思い出した次第です。

　2001年当時から、それらの資料をアップロードしなかったのは、下記の理由から
　です。

　（１）公開できる状態ではなかった。グチャグチャのメモ、ラフスケッチ。
　　　※今回は、これを承知で公開します。

　（２）当時使っていたサーバ、FSINETのホームページ容量は30MBしかなかった。
　　　すぐに一杯になる容量だから、余分な物を入れられなかった。

　（３）PDFが手軽に使えなかった。いまはフリーソフトでPDF変換ができますが、
　　　当時はAdobeの高いソフトを買うしかなくて、当然、持っていませんでした。

　（４）サーバをお借りすることができたが、資料をアップロードすることは考えて
　　　いなかった。忘れていた。公開するという発想がなかった。

　これを見て、同じものが再現できるという回路図ではありませんので、ご理解下さい。

　古いバージョンのもの、内容が最新に反映されていないものが混じっています。

　こういう仕事のやり方をするんだな、と誤解されても困るので、念のため書いておきますが、
　これはあくまでも趣味で、テンションが高まっていて、毎日リレーのことばかり考えて
　暮らしていたから、回路が頭に入っていたのです。だから適当なメモなどで物が作れ
　ました。
　普通に仕事をする時は、きちんとドキュメントを整理して残す人ですから、誤解のない
　ように、お願いします。

　これらの回路図を見ても、何も面白くないと思います。興味があれば見てください。

　いま見直したら、もっと良い方法があるのに、リレーが少なくてすむのにとか、
　この回路はマズイんじゃないか・・・、というのもありました。自分で気づいていますが
　当時はそれがベストだったんだと思います。

　ここに掲載した以外に、たくさんのメモが残っていますが、もはや整理する気力も
　時間もありません。気が向いたら、追加するかもしれませんが、約束はできません。

■資料

　ここに掲載した資料は、ほとんどが回路図です。

　番号をクリックすると、ダウンロードできます。全て、PDFファイルです。

番号	タイトル	備考
001	4ビットフルアダーver1古.pdf	４ビットの全加算機です。古いバージョン。
002	4ビットフルアダーVER2.pdf	トランスファ接点を使って、配線が楽になる工夫をしている。
003	4ビットマルチプレクサ.pdf	TTLの74シリーズで言えば、74LS157のようなもので、4ビットの2系統の信号のうち、1系統を選んで出力する。トランスファ接点を使えば、容易に実現できる。
004	4ビットレジスタver2古.pdf	古いバージョン。試行錯誤のあとが見える。
005	4ビットレジスタVER3ボツ.pdf	ボツになったバージョン。遅延時間を気にしている。マスター／スレーブ構成で考えている。
006	4ビットレジスタの一部？不明.pdf	ゲートの割り当てのように、リレーの接点の割り当てをした書き込みが見られる。
007	4ビットレジスタ検討.pdf	タイトルは4ビットレジスタとしたが、回路図は1ビット分の検討をした時のもの。 SRラッチをマスター／スレーブ構成でレジスタにしようとしていた。今ならもっと良い方法があるのだが・・・。当時は、これがベストだった。いつまでも凝っていても先に進めなかったから、これでいくと決めたのだ。
008	4ビットレジスタ最終版.pdf	実際に作って検証しながら改良したので、修正の書き込みや、改造の手順がメモしてある。なぜか片隅に、 sugar とか、elm-chan とメモしてある。謎だ。
009	7セグデコーダ.pdf	回路図のラフスケッチで、紙に書きながら考えた時の図である。最もリレーが少なくなるようにしている。カルノー図の意味が分かってきた。ブランキング（ゼロサプレス）も入れようとしている。
010	7セグデコーダのラダー図.pdf	上記のラフスケッチを、清書したものである。ゼロサプレス回路も入っている。
011	7セグのピン配置などメモ.pdf	大型の7セグLEDを使用した。確か、秋月電子から購入したもの。右側の数字の羅列は、関係ないメモ。なんなのか分からない。
012	10以上検出回路.pdf	引き算の時にキャリーを上げないようにする、とか書いてある。いま見てもよく分からない。結局、いらなくなったようだ。 BCDの桁上がり処理と思うが、もし2つの数を足した結果が10以上になったら、+6をして、補正を行う。 Z80の命令で言えば、DAAといったところか？
013	SRラッチの原型？.pdf	007をラダー図に起こしたものと思われる。
014	エラー、マイナス表示.pdf	最上位桁の7セグに、エラーの”E”とか、マイナスの ”-”を表示させる為の駆動回路である。結局、作らなかったような気がする。分からない。
015	キーエンコーダ.pdf	テンキーエンコーダのラフスケッチ。 0～9の数字キーを押した時、その数字を4ビットに変換してやる必要がある。同時に、キーを押したことを知らせる信号を出力してやる。もし、この信号が無かったら、0を押しても 0を入力できない。ここでは省略したが、実際にはプライオリティを組み込んだりする。詳細は74LS148のデータシートを参照下さい。
016	クロックジェネレータ.pdf	これがリレー式電卓の心臓となる、クロックジェネレータである。半導体回路だったら、常時クロックをかけるものだが、リレーだとそうはいかない。寿命が短いから、必要な時だけ（演算時など）クロックをかける。クロックをON/OFFする制御入力が付いている。リレーを将棋倒し式にON／／／／／／／／、そして最初に戻り、反転してＯＦＦ／／／／／／、のような動きをイメージするとよい。
017	テンキーエンコーダのラダー図.pdf	テンキーエンコーダをラダー図に起こしたもの。
018	レジスタ？不明.pdf	レジスタのラダー図。リレーの番号を振り直したあとが見られる。ちなみに、リレーの番号は、500個目とかじゃなくて、キーエンスのラダー編集ソフトを使ったので、 KZ300のリレー番号に合わせるしかなかった。基板ユニットごとに全て500番台となっている。 1から順番にふっているのではない。
019	ロジック（１）2月20日まで.pdf	もはや、いま見てもよくわからない。完成間近だった頃の物のようだ。
020	ロジック（１）.pdf	確か、ジョンソンカウンタの出力T0～T7をもとにタイミング信号を作り出している部分である。このあたりを見ると、まるでCPUである。違いは、メモリから命令を持ってくるか、キーから命令を持ってくるか、だけである。
021	ロジック（１）修正作業用.pdf	他の回路ブロックと接続する時に、電圧で出すか、無電圧接点で出すか、そういったポイントも設計のはじめにルールを決めておかないと後で困る。
022	ロジック（２）2月20日まで.pdf	あれこれ修正が入っている。苦労した様子。最終ページには、ホームページに記事をアップした時のファイル名のメモが残っている。
023	ロジック（２）.pdf	コメントなし。
024	ロジック（２）修正作業用.pdf	掛け算を追加した時の修正が入っている。結局、掛け算はうまく動かなくて、断念したのだが。
025	ワイヤーラッピング.pdf	ワイヤーラッピングの仕方をメモしている。よく手巻きで、あれだけの物を作ったなと自分で感心、じゃなくて、あきれた。
026	回路検討など.pdf	全体のロジック検討、ブロック図、最初に考えていた基本回路（これはうまくいかない）、日付は1995年5月4日と書いてある。基本回路のリレー数から、全体の必要数の見積をしている。当時は、もうちょっと大きい基板に作ることを考えていたようだ。リレーも、この当時はMZ-9HGを使うことを考えていた。1個\30と安かったが、9V電源が厄介なのと次にたくさん買おうとしたら品切れだった（と思う）ので、これは結局使わなかった。テンキーエンコーダの回路も検討している。とりあえず、複数のキーを同時に押されることは考慮しないようにした。（プライオリティなし）
027	掛け算タイミング検討書きかけ.pdf	コメントなし。
028	基板部品配置図.pdf	基板モジュールごとに、リレーの配置、番号を整理するための書式である。
029	全体ブロック図検討.pdf	これを作っていた時は、とにかくテンションが高くてまともな記録、図面も無しにバンバン作っていた。こんなラフなブロック図で作っていたのだから恐ろしい。 048とか、3桁の数字は、ハーネスごとに付けてある番号チューブの番号である。筐体の横でトグロを巻いているやつだ。 4段目まで線をのばす、などと書いてある。規模がでっかくなってきて、配線をつなぐのも大変になっていた。
030	電卓ロジック（1桁バージョン用）.pdf	最初は1桁バージョンを作って、テストしていた。レジスタも加算機も、まず1桁分ずつ作った。その時の制御ロジックである。
031	部品配置など.pdf	各ユニットごとの部品配置、リレー番号のまとめ。
032	補数回路（1の補数）.pdf	１の補数回路、要するにExclusive-ORである。 Z80の命令で言えば、CPLにあたる。
033	命令キーエンコーダ.pdf	＋／－／×／÷などの命令キーのエンコーダである。
034	命令レジスタ3ビット.pdf	命令を覚えておくためのレジスタで、3ビットである。
035

　気が向いたら、続きを追加するかもしれませんが、期待しないほうが良いと思います。
　スミマセン。

戻る