Binary Mini Calculator. Addition, Subtraction, Multiplication and Division with Relays.
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- Опубликовано: 28 июл 2024
- I designed and built a relay based binary mini-calculator that can perform addition, subtraction, multiplication, and division, based on the concepts and circuits I introduced in previous chapters.
I recommend watching this before:
- 2-bit adder : • Sumador de 2 bits - Ci...
- Data Latch and Data Flip Flop : • Data Latch y Data Flip...
- Relay based Clock Circuit: • Circuito de Reloj con ...
- Accumulator Register: • Registro Acumulador y ...
Content:
00:00 Introduction, Accumulator Register
00:40 Accumulator Register Initialization
01:45 Run signal
01:58 ADD and SUB signals
03:46 Accumulator extension up to 10 bits
04:20 Accumulator overview
04:32 The Multiplication
04:50 The Division
05:21 Multiplication and Division. The Up/Down Counter
05:50 Counter Circuit
06:09 MUL and DIV signals
06:30 End operation detection. CONTINUE_MUL and CONTINUE_DIV signals
07:28 Clock Circuit
07:41 Mini Calculator Complete Circuit overview
07:56 Simulator tests
08:45 Main circuit implementation in KiCad
09:56 PCB board layout
12:24 Preparation of the PCB order to JLCPCB
12:50 Control and Clock Circuit design in KiCad
13:06 PCB board and order preparation
13:25 Physical construction of the Mini Calculator
21:30 Mini Calculator overview
22:22 Detailed demo of Mini Calculator
22:30 Addition
23:40 Multiplication
25:04 Subtraction
25:36 Division
26:50 There is still more...
Reference:
- Building an 8-bit breadboard computer! ALU Design: • ALU Design 
Наука
![MORTAL KOMBAT 1 - KOMBAT PACK 2 REVEAL TRAILER!! [REACTION]](http://i.ytimg.com/vi/Mi2M58zEQVc/mqdefault.jpg)
Que maestría en diseño y conexión final. Desde el modelado de la lógica en Logisim pasando por Kicad hasta el ensamblaje del PCB y puesta en marcha de la calculadora. Que pensaría Konrad Zuse hoy dia? Sencillamente Espectacular.
Si, jaja, muchas veces he pensado lo mismo. Muchas gracias por el comentario. Desde luego el ingenio de Konrad Zuse fué extraordinario... Parece que vivió lo suficiente para ver buena parte de la evolución de los computadores, ya que murió en 1995 con 85 años en plenas capacidades mentales. En 1994 le hicieron una interesante entrevista: ethw.org/Oral-History:Konrad_Zuse#Industry_and_the_development_of_electronic_computing_machines . Y aquí se le puede ver con su "Siemens" PC: www.geekdot.com/wp-content/uploads/2020/08/PC-D_Zuse.jpg .
Hacia el final de su vida Zuse afirmó que estaba impresionado por la rapidez con la que la tecnología había avanzado desde que construyó su primer ordenador, el Z1, en 1938. Sin embargo, años antes había expresado cierta preocupación por la forma en que la informática estaba siendo utilizada, y mencionó la necesidad de que los humanos mantuvieran el control sobre las máquinas y los sistemas informáticos. Suena muy actual, la verdad !
Acabo de encontrar este canal y estoy poniéndome al día con los videos publicados. Esto es oro molido!. No solo la calidad del contenido es excepcional sino también la edición y la forma de presentar la información. En concreto el video dedicado a lineas de transmision es para enmarcar ... si señor! .... Todo esto lo digo viniendo ya de ver canales como el de Ben Eater, todo un clásico y un referente sin duda. Lo que no consigo entender es como un canal como este no tiene mas suscriptores, y sobre todo, no puedo entender como un video como este con mas de 3000 visualizaciones no tiene mas que 182 like ... raro raro
Si, el video de las lineas de transmisión es uno de los que más me satisface a mi también... excepto cuando aparece mi cara, jaja. Así que gracias por su comentario. El canal de Ben Eater es ciertamente la referencia de muchos otros canales, y no voy a negar que también es una fuerte inspiración para mi. El "Sr" Eater fué el primero en cubrir este tipo de temas, y eso en si mismo ya tiene un mérito increíble. Además su modo de explicar las cosas sin esfuerzo aparente lo hace muy agradable de ver. Los canales en lengua española de temas de electrónica me da la impresión que tienen mas seguidores si cubren aspectos prácticos o concretos de utilización de componentes, circuitos etc, en lugar de temas más generales o teóricos como podría ser este. Pero bueno, yo decidí hacer esto porque aunque las visitas y los likes son siempre bienvenidos, la realidad es que esto para mí es sobre todo un hobby porque estoy ya retirado. Saludos desde Encamp (Andorra) y gracias de nuevo por su comentario.
Muchas gracias por compartir sus valiosos conocimientos, maestro.
Muchas gracias. Para mi también es un aprendizaje.
Menudo trabajazo! 10/10, continua con la serie, por favor!!
Muchas gracias por comentar
Excelente desarrollo. No puedo esperar a ver hasta donde se puede llegar con relés
Le agradezco,sus explicaciones sobre el empleo del relé,muchas gracias.
Meravellat, adictiu, esperant-ne més.
Moltes gràcies Jordi. Cada cop s'anirà complicant una mica més, ja veuràs...
exelente trabajo
que hermosura
INCREIBLE!! 👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏👏
@RelayComputer a la pàgina de "Usagi electric" s'ha construit un processador d'un bit a vàlvules ...
@@100uno100 Si noi, aquest paio és un autèntic crack. No entenc com pot publicar videos tan sovint. Avans del procesador de vàlvules també va fer una calculadora de relés 😅 D'on ets?
@@RelayComputer d'un poble d'Alacant
Per cert, conta tot el material i m'agradaria construir-me un; es molt curios !!. Enhorabona !!
@@RelayComputer ... al menys 210 reles?
Excelente trabajo, he estado buscando hace mucho una explicacion asi de completa como la que ofrece este canal, de igual forma muy buen diseño del pcb, estaré muy pendiente al siguiente el contenido de este proyecto, me sumo como suscriptor, muchas gracias por compartir su trabajo.
Muchas gracias por su comentario y por suscribirse al canal. Encantado de que los videos le sean útiles !
@@RelayComputer Disculpe me surge una duda, veo que las 2 entradas son de 8 bits, pero el acumulador de 10, como hace el sistema para manejar esos 2 bits adicionales (son del acarreo?) al hacer una operación creía que el ancho de bus de datos estaba definido por la cantidad de bits de la entrada como máximo y que si incrementa en un resultado el numero de bits deben desplazarse a otro registro diferente, muchas gracias.
Efectivamente tanto el acumulador como el sumador son de 10 bits, es decir se podría decir que el ancho de bus de la calculadora es de 10 bits. Lo que hice en este caso es que los dos bits mas significativos de las entradas A y B se fuerzan a cero. Dicho de otro modo, esos bits existen, pero están siempre a cero. Es como si su interruptor estuviera siempre a cero. De hecho sería posible añadir esos 2 bits adicionales a la calculadora, con solo poner los interruptores y las lámparas que faltan a las placas de mas a la izquierda, ya que todas las placas son iguales
Muchas gracias, entendido el funcionamiento, estoy tratando de implementar su modelo en compuertas pero uso 4 bits, muchas, gracias por su respuesta.
Saludos para mas comodidad puede implementar un encodee de decimal a binario usando solo una matrix de diodos
Gracias por comentar. En realidad no es tan fácil ya que no hay una manera modular (que yo conozca) para realizar esa conversión con cualquier anchura de bits en binario. Sin embargo si que es factible si los números están representados en BCD (decimal codificado en binario) con 4 bits por dígito. Entonces sí que se pueden implementar encoders-decoders para entrar o visualizar dígitos individuales. Curiosamente tu comentario es relevante en este momento porque en el proximo video voy a cubrir el tema de la representación en BCD y las operaciones aritméticas en BCD. Espero publicar el video en unos pocos días, pues ya está casi acabado. Un Saludo !
Que buen aporte.. exelente, felicidades.. por esas casualidades no comparte el circuito final de cada placa?
Muchas gracias por su comentario. Encontrará los archivos de KiCad y Logisim en el repositorio GitHub del canal. github.com/John-Lluch/SwitchBrain Vea la carpeta del Capítulo 8
Hi,
great job, congratulations!!! Do you think to sell a kit or prints?
Thanks for your comment. I have not immediate plans to turn this into a kit, but I do not discard this possibility in the future given enough demand. In the mean time, you will find relevant files such as KiCad schematics and PCB design, as well as Logisim simulation files in the channel's GitHub repository. Check it here: github.com/John-Lluch/SwitchBrain . My idea is to add a new folder for each video with enough content to justify it.
Hola de nuevo. ¿Que bibliografía recomiendas para estudiar el diseño de calculadoras digitales donde se hable del acumulador?
Bueno, la verdad es que soy bastante autodidacta y muchas cosas las he encontrado en internet. Que yo sepa no hay nada específico para "calculadoras", pero sobre el tema general de Arquitectura de Computadores si que hay muy buenos libros.
Uno de los clásicos, que es muy antiguo pero excelente, es "Digital Computer Electronics, Malvino, Brown". En formato físico se pueden todavía encontrar algunos usados en Amazon, pero a precios muy altos. Alternativamente puede bajarlo gratis en pdf desde aquí: ia803000.us.archive.org/8/items/367026792DigitalComputerElectronicsAlbertPaulMalvinoAndJeraldABrownPdf1/367026792-Digital-Computer-Electronics-Albert-Paul-Malvino-and-Jerald-A-Brown-pdf%20%281%29.pdf . Este libro cubre perfectamente las bases, y de hecho el diseño original que utilizó Ben Eater en su famoso canal de RUclips para crear su ordenador en protoboard, se encuentra detallado en este libro. Es muy recomendable en mi opinión.
Otro libro más actual que a veces se utiliza como libro de texto en estudios de Arquitectura de Computadores que también me gusta mucho es "Digital Design and Computer Electronics, Harris". Es también un libro excelente aunque su contenido es de nivel mucho mas avanzado (yo me pierdo en algunos capítulos)
Desgraciadamente, ninguno de estos libros se encuentra traducido al Español, pero si busca por las palabras "Organización y Arquitectura de Computadoras" podrá encontrar otros en lengua Española, que quizás también puedan serle útil.
Qué pasaría si metes una división cuyo resultado es inexacto en esa máquina. ¿...?
La calculadora da tanto el cociente como el resto de la división. Si el resultado no es un entero exacto, el "resto" será diferente de cero. En este video que publiqué mas tarde puedes ver un ejemplo: ruclips.net/video/-jieS55hQRg/видео.html (a partir del minuto 19:50) . Hay otro ejemplo diferente en el video de la nueva calculadora BCD ruclips.net/video/ll4cBf9G2OQ/видео.html (hacia el final del video). La nueva calculadora es mejor porque ademas detecta condiciones de error como la división por cero.
@@RelayComputer Gracias por responder mu duda :)
que pasa si tratas de dividir por 0?
Ja Ja, buena pregunta ! Pues que la calculadora entra en un bucle infinito. Intenta restar 0 "infinitas" veces :-/
Ingeniero una pregunta haciendo ese proyecto con compuertas se puede o es muy complicado
No debería ser mas complicado, supongo que más o menos sería lo mismo. Comparado con relés es posible que necesite algunas compuertas lógicas más, porque algunos de los "trucos" que se permiten en los relés no son aplicables a las puertas lógicas que demandan un diseño mas rígido por así decir. Si se decide a hacerlo puede usar la serie 74HC de Texas Instruments. El circuito de reloj se podría hacer con un 555, ya que para esta aplicación la velocidad sería más que suficiente.
@@RelayComputer ok graciaspor responder una pregunta los relevos son normales o modificados casi los 100 o mas relevos que usaste todo están activados en la misma posición
@@rodrigolopez9710 Los relevos son completamente estándar. Son el modelo G5V-1-DC24 de Omron Electronics. Los compré online en www.lcsc.com
@@RelayComputer gracisa ingeniero colombia te saluda
You have full schematic diagram?
Yes, you will find relevant KiCad projects it in the channel GitHub repo. Check the chapter 8 folder: github.com/John-Lluch/SwitchBrain/tree/main/08-Chapter Hope this helps
Thank you! I'm thinking of making a calculator to attract students to electronics)
That would be great! I would love to see that. If you finally decide to do so, and you need some clarification about my own design, just let me know
@@RelayComputer Ok! )
@@RelayComputer Hi! Today i finished calculator ruclips.net/user/shortsP-Ln9zekJ6c?si=AoL-jdErgHnMU982