Taschenrechner aus AND- OR- NOT- usw. -Gattern

daher hätte ich gerne einen schaltplan, um mich da mal reinzufuchsen. 
habe schon etwas mit µCs gearbeitet, aber mit den echten Gattern noch 
nicht so viel.

Es ist mit sicherheit ein sehr sehr großer schaltplan.
Welche funktionen soll er denn haben ?
Addition ? Subtraktion?
Welche Bit-Breite ? 8 Bit ? 16  Bit ?
Wenn ich deiner Frage nach urteilen darf, macht es so den Eindruck, als 
hättest du noch nicht sooooo viel mit "Binärtechnik" am Hut.
Es ist kein Wochenendprojekt, einen solchen taschenrechner aufzubauen.
außerdem: wie willst dass dir ein Binär-dezimalwandler Dezimalzahlen nur 
mithilfe von einsen und nullen herausgibt ?!
... und du bräuchtest mit sicherheit noch ein paar RS-Flipflops ;)
MFG,
Jakov

PS:
FPGA's wären da eine schöne Sache um einzusteigen ;)

@ Jakov K.
Er sollte addition und subtraktion, evtl auch multiplikation und 
division können.
Dass es ein großer schaltplan wird ist mir schon klar und es ist auch 
kein wochenendprojekt :D
8 Bit wären ok, 16 bit natürlich noch besser, mehr aber auch nciht, 
sonst wird es ZU unübersichtlich.
Es stimmt, mit binärtechnik kenne ich nur die grundlagen, also die 
funktion der einzelnen gatter und wie man binäre zahlen addiert, 
subtrahiert, multipliziert und dividiert. natürlich auch wie man 
dezimale in binäre zahlen umwandelt.
Mit RS-Flipflops kenne ich mich auch aus, die gehören meiner meinung 
nach auch zu den Gattern, denn die sind ja auch aus 2 NAND-Gattern 
aufgebaut (oder?)

@ Werner
Diese Schaltung kenne ich bereits, ich meine das nur etwas größer.

Wenn das wirklich halbwegs ernst gemeint ist, dann spar dir jeden 
Gedanken an parallele Arbeitsweise für FPGAs auf und konzipiere das 
bitseriell. Und überleg, ob du wirklich auch alle speichernden Elemente 
mit NAND/NOR aufbauen willst. Wenn die Wand für den Schaltplan gross 
genug ist kannst du zwar Add/Sub/Mul rein kombinatorisch machen, aber 
bei Divisionen sieht man das eher selten.

A. K. schrieb:
> Wenn das wirklich halbwegs ernst gemeint ist, dann spar dir jeden
> Gedanken an parallele Arbeitsweise für FPGAs auf und konzipiere das
> bitseriell.

Es ist ernst gemeint :D
Wie meinst du das mit FPGA? (Sorry, noch anfänger)

Obi Wan schrieb:
> Wie meinst du das mit FPGA? (Sorry, noch anfänger)

Im Umgang mit dem Web auch? Klick einfach mal auf den Begriff drauf.

Obi Wan schrieb:
> Er sollte addition und subtraktion, evtl auch multiplikation und
> division können.
> Dass es ein großer schaltplan wird ist mir schon klar und es ist auch
> kein wochenendprojekt :D
> 8 Bit wären ok, 16 bit natürlich noch besser, mehr aber auch nciht,
> sonst wird es ZU unübersichtlich.
> Es stimmt, mit binärtechnik kenne ich nur die grundlagen, also die
> funktion der einzelnen gatter und wie man binäre zahlen addiert,
> subtrahiert, multipliziert und dividiert. natürlich auch wie man
> dezimale in binäre zahlen umwandelt.
> Mit RS-Flipflops kenne ich mich auch aus, die gehören meiner meinung
> nach auch zu den Gattern, denn die sind ja auch aus 2 NAND-Gattern
> aufgebaut (oder?)

Dann hast du ja alles, um selbst so einen Schaltplan zu zeichnen. 
Üblicherweise macht man für sowas zuerst ein Blockschaltbild aus 
Registern (Flipflops) und Logikblöcken (Addierer, Subtrahierer, ...). 
Die Umwandlung hin zu Logikblöcken und später sogar Transistoren ist 
dann reines Handwerk bwz. wird von einer Software übernommen. Aus diesem 
Grund willst du das Schaltbild nicht auf Gatter- oder Transistorebene 
ansehen wollen, das ist weder übersichtlich noch aussagekräftig, und 
aufgrund des rein mechanischen Übergangs von Logikblöcken zu Gatter- 
oder Transistoren, auch nicht informativer als das Blockschaltbild.

Hier gibt es sehr viel Information zu Taschen- und Tischrechnern:

  http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/eec/index.html

Schaltpläne auf Gatterebene findest du am ehesten bei den Tischrechnern,
da die auf der Webseite beschriebenen Taschenrechner alle mit LSI-Chips
bestückt sind.

Unter den Tischrechnern

  http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/eec/calcs/deskTechSum.html

suchst du dir einen aus, wo die Logic-Technology nur DIS oder SSI (kein
MSI oder gar LSI) und die Memory-Technology DIS* oder MSI* ist, bspw.
den Facit 1123:

  http://www.cs.ubc.ca/~hilpert/eec/calctd/Facit1123/index.html

Jetzt besorgst du dir noch einen Sack voll TTL-ICs und los kann's gehen
;-)

Obi Wan schrieb:
> Ich suche einen Schaltplan für einen Taschenrechnern, aber nur aus AND-
> OR- NOT- NAND- NOR- usw. Gattern.

Dann benutze Google, dazu ist es ja da.
Es wird keiner für Dich sowas verrücktes suchen, falls es das überhaupt 
geben sollte. Oder gar selber zeichnen.

Grundschaltungen für Addierer findest Du in alten Datenblättern von 
TTL-ICs.

Multiplizierer Schaltungen dürften kaum zu finden sein. Ich würds 
emulieren (Schieben+Addieren als Schleife).


Peter

Peter Dannegger schrieb:
> Multiplizierer Schaltungen dürften kaum zu finden sein.

Problemlos. Nach "wallace tree" suchen.
Übersicht: http://www.fpga-guru.com/multipli.htm

Hier findest du Schaltplaene:

http://klabs.org/history/ech/agc_schematics/index.htm

Mit dem Teil sind die Amis zum Mond geflogen.
Konnte auch nicht viel mehr als ein Taschenrechner.

> sondern vielmehr identifizieren um zu sehen, wie ein
> Taschenrechner intern funktioniert.

Das wirst du damit nicht identifizieren können.
Denn selbst wenn du einen kompletten Taschenrechner findest, der 
tatsächlich diskret aus einzelnen Gattern aufgebaut ist, dann hilft dir 
ein mindestens DIN A -8 (jawohl, kein Fehler, MINUS 8) Blatt Papier, 
welches mit 5 Millimeter großen Gattern gespickt ist mit Sicherheit 
nicht, den zu verstehen.


Beschäftige dich lieber damit, wie ein Halbaddierer bzw. Volladdierer 
funktioniert und beschränke dich erst mal darauf, 2 Stück 4 Bit Zahlen 
zu addieren, wobei die Zahlen in Form von Schaltern auf den 2 mal 4 
Eingangsleitungen (also binär) vorliegen und das Ergebnis mittles 5 LED 
(also ebenfalls binär) angezeigt wird. Von einem Taschenrechner ist das 
noch weit entfernt, aber wenn du das verstanden hast, bist du zumindest 
mal einen kleinen Schritt in die richtige Richtung unterwegs.

(Das ganze 'Projekt' Taschenrechner mittels Gatter ist schwachsinnig. 
Wenn du deine Hausaufgaben in Form von einfachen Grundschaltungen 
gemacht hättest, wüsstest du das. Das ist wie der Versuch, ein 6-Gang 
Getriebe zu verstehen, indem man sich die Atome im Kristallgitter 
ansieht. Vor lauter Atomen siehst du die größeren Strukturen nicht mehr.

Karl Heinz Buchegger schrieb:

> ein mindestens DIN A -8 (jawohl, kein Fehler, MINUS 8) Blatt Papier,
> welches mit 5 Millimeter großen Gattern gespickt

Sachte. Taschenrechner sind keine Supercomputer. Da er ausserdem binär 
rechnen will und es primär um den Rechenvorgang geht, nicht um die 
Interaktion, ist der Aufwand nicht ganz so gross. Weil man problemlos 
bitseriell arbeiten kann.

Den Weg zum Schaltplan kann man sicher abkürzen.
Vor ca. 40 Jahren gab es in der Funkschau einen Tischrechner zum 
Nachbauen. Der hatte nur TTL-Gatter. Also ab in die Uni-Bibliothek und 
die alten "Funkschau"-Jahresverzeichnisse durchackern um das Heft(e) zu 
finden.

Ein Halbaddierer hilft dem Fragesteller nicht. Er braucht einen 
kompletten Schaltplan zum Nachbauen. Sonst wird das nichts.

Es gibt in den Tiefen des Webs Seiten über russische Taschenrechner und 
deren Chips. Ich meine, da auch das Innenleben eines solchen Käfers auf 
Gatterebene gesehen zu haben.

Links habe ich leider keine parat, aber vielleicht hilft es dem OP, 
seine Suche zu kanalisieren.

Gruß,
Bernhard

dd schrieb:
> Obi Wan schrieb:
>> Ich möchte diese Schaltung nicht
>> nachbauen, sondern vielmehr identifizieren um zu sehen, wie ein
>> Taschenrechner intern funktioniert.

Da wird ihm eine Schaltplan allein kaum helfen, wenn nicht IC für IC 
erklärt wird was dieser oder jener Teil macht. Diese Info wird er eher 
in der erwähnten Funkschau-Schaltung finden.

Obi Wan schrieb:

> Ich suche einen Schaltplan für einen Taschenrechnern, aber nur aus AND-
> OR- NOT- NAND- NOR- usw. Gattern.

In den siebziger Jahren gab es in der Funkschau eine Bauanleitung
für einen Vierspezies-Rechner aus TTL-Bausteinen. Da in den damaligen
TTL-Datenblättern auch die Innenschaltung abgebildet war, brauchst Du
beides nur zu kombinieren und Du bekommst einen Schaltplan nur aus
Gattern, der sicherlich einige Quadratmeter gross ist.
Gruss
Harald

Helmut Lenzen schrieb:
> Hier findest du Schaltplaene:
>
> http://klabs.org/history/ech/agc_schematics/index.htm
>
> Mit dem Teil sind die Amis zum Mond geflogen.

Ich dachte, die hatten schon einen HP35. :-)
Gruss
Harald

Harald Wilhelms schrieb:
> Ich dachte, die hatten schon einen HP35. :-)

Noe hatten die noch nicht. Alles schoen mit NOR Gates aufgebaut.
Mit den Plaenen die Funktion der Schaltung rausfinden wuerde ich mir 
nicht antun.

Der TO soll sich einen 74xx83 oder 74xx283 Volladdierer besorgen und 
damit mal rumspielen. Alles andere bringt herzlich wenig. Auch sind die 
meisten Taschenrechner nicht als hart verdrahtete Logikschaltung 
aufgebaut sondern in einen uC einprogrammiert. Und dann sind 
Multiplikation und Division nur reine Software.

Helmut Lenzen schrieb:

> Der TO soll sich einen 74xx83 oder 74xx283 Volladdierer besorgen und
> damit mal rumspielen.

Die Theorie solcher Volladdierer (und anderer Logikschaltungen)
und deren Aufbau aus Logikgattern wird m.E. gut von Tietze/Schenk
erklärt. (jedenfalls in meiner, schon etwas älteren Ausgabe.)
Gruss
Harald

Harald Wilhelms schrieb:
> (jedenfalls in meiner, schon etwas älteren Ausgabe.)

Stimmt, so eine alte Ausgabe habe ich auch noch.

gordon51freeman schrieb:
> PS: Ich hatte über ein Jahr lang Digitaltechnik(ca. 120 Lektionen) und
> so ein Taschenrechner wäre trotzdem eine riesige Herausforderung.
> Machbar aber unglaublich fordernd.
>
> Vor allem noch mit Multiplikation und Division, ich glaube das kannst du
> dir gleich mal rausstreichen aus deinem Pflichtenheft.

Witzigerweise konnten schon viele mechanische Rechenmaschinen neben
Addition und Subtraktion auch halbautomatische Multiplikation und Divi-
sion. Die besseren führten alle vier Grundrechenarten vollautomatisch
aus und berechneten halbautomatisch Quadradwurzeln. Die noch besseren
machten sogar die Wurzelberechnung vollautomatisch.

Da auch die meisten elektronischen Taschenrechner in Dezimalsystem (BCD)
rechnen, konnten die vorhandenen Rechenverfahren fast direkt übernommen
werden, wobei die Realisierung in Elektronik (selbst wenn man nur Gatter
und Schieberegister zur Verfügung hat) wesentlich leichter ist als in
Mechanik.

Wer schon einmal eine mechanische Rechenmaschine benutzt hat und zusätz-
lich ein wenig Ahnung von Digitaltechnik hat, wird mit den in meinem
obigen Beitrag verlinkten Blockdiagrammen und Schaltplänen ziemlich
schnell zurechtkommen, auch wenn die Vielzahl der verwendeten ICs (beim
Facit 1123 immerhin fast 150) zunächst etwas abschrecken mag.

Auch die Simulationen zeigen einiges von der Funktionsweise der Rechner.
Dazu ist es aber von Vorteil, wenn man das grobe Funktionsprinzip schon
verstanden hat.