Kolekcja: Układy scalone

Zbieram stare kalkulatory, komputery i układy scalone, a w szczególności pamięci EPROM z dużą strukturą (powyżej 1cm) i mikrokontrolery z charakterystycznym okienkiem, przez które widać strukturę scaloną. Jeżeli masz takie zabytki to pisz do mnie na adres

Mikrokontrolery

Mikrokontroler to procesor z wbudowaną pamięcią, portami, timerami i innymi peryferiami. Układy z charakterystycznym okienkiem to mikrokontrolery z pamięcią EPROM - aby skasować pamięć należy strukturę scaloną naświetlić promieniowaniem UV. Układy tego typu dla kolekcjonerów są szczególnie cenne ze względu na walory wizualne :)

8031

Uproszczona wersja mukrokontrolera 8051

8035

Jest to wersja mikrokontrolera 8048 bez pamięci ROM. Rozmiar pamięci RAM: 64 bajty.

8049

Jest to wersja mikrokontrolera 8048, która ma dwa razy więcej pamięci RAM od pierwowzoru, a mianowicie 128 bajtów. ROM o pojemności 2kB jest programowalny maską podczas produkcji struktury scalone.

8051

Mikrokontroler, który zrewolucjonizował świat i upowszechnił elektronikę w urządzeniach powszechnego użytku. Pojemność pamięci ROM wynosi 4kB, ale można podłączyć zewnętrzny EPROM o pojemności do 64kb. RAM ma zaledwie 128 bajtów, ale można też podłączyć zewnętrzny, również do 64kB.

8741

Mikrokontroler 8041 w wersji z pamięcią EPROM o pojemności 1kB, RAM 64B.

8742

Podobny do 8741, ale z dwa razy większą pamięcią ROM i RAM, czyli 2kB i 128B.

8748

Jest to kolejna wersja "rozwojowa" mikrokontrolerów Intela. EPROM 1kB, RAM 64B. Ma na pokładzie generator RC, więc nie ma potrzeby podłączania zewnętrznego źródła zegara. Dwa timery 8-bitowe oraz 27 pinów I/O.

8749

Taki sam jak 8748, ale z dwa razy większą pamięcią.

8751

Mikrokontroler 8051 w wersji z pamięcią EPROM.

Hitachi HD63701

Mikrokontroler kompatybilny z Motorola 68000. Stosowany w konsolach i automatach do gier. Spis gier napisanych na ten procesor jest tu: http://www.mamedb.com/cpu/HD63701.

80C45ICCN64

Producent: Signetics
Największy na świeci mikrokontroler serii 8051! W obudowie DIL64 z rastrem wyprowadzeń 100mils - ma ponad 8cm długości!

87C51HB

Producent: Intel
Jak wyżej, ale w obudowie DIL64 z gęstszym rastrem wyprowadzeń.

Piggyback 85CI54

Absolutny rarytas!!!!! Jest to 8051 przeznaczony do celów prototypowych. O co chodzi? Mikrokontrolery z pamięcią EPROM miały pewną wadę - mianowicie, aby je zaprogramować, należało je wyjąć z układu, włożyć do kasowarki, włożyć do programatora, zaprogramować i z powrotem włożyć do układu. Było to bardzo niewygodne, zwłaszcza w trakcie prac rozwojowych. Ponadto, pamięć EPROM była dość nietrwała - wytrzymywała czasami zaledwie kilkadziesiąt cykli programowania i potem scalak nadawał się do wyrzucenia.

Układy scalone PIGGYBACK mają gniazdo umożliwiające podłączenie zwykłego EPROM-a albo jego symulatora. Taki symulator był podłączony do komputera, z którego wgrywało się program. Dzięki takiemu rozwiązaniu można było szybko próbować różne wersje programu bez obawy o uszkodzenie pamięci EPROM. Układy tego typu były stosowane w pracowniach konstrukcyjnych i były koszmarnie drogie.

ST92E141K4D0

Procesor do falownika. Jest specjalnie przystosowany do sterowania silnikiem trójfazowym. W internecie można znaleźć dokumentację, która ma kilkase stron. Poza tym - jest to jeden z najładniejszych układów w kolekcji :) nie wiem co sprawia, że struktura tak się pięknie błyszczy! Ciekawostka - na strukturze jest ponad 60 pól lutowniczych, a w obudowie jest ich tylko 32. Wygląda na to, że była również w produkcji wersja tego scalaka ze zwiększoną liczbą nóżek i była w niej dokładnie taka sama struktura.

PIC12CE519

Bardzo mały mikrokontroler z pamięcią EPROM. Co najciekawsze w tym układzie - ma on aż dwie struktury scalone! Większa jest podłączona do ośmiu nóżek, a druga łączy się z większą czterema drucikami. Nie wiem, czym dokładnie jest ta tajemnicza mniejsza struktura, ale oględziny pod mikroskopem wykluczyły hipotezę, że jest to blok pamięci.

Mikroprocesory

CEMI MCY7880

Jedyny mikroprocesor polskiej produkcji. Odpowiednik 8080. Był produkowany cały komplet układów systemu mikroprocesorowego, ale nie udało mi się ustalić, czy były one gdzieś wykorzystywane.

Zilog Z80

Mikropocesor znany głównie z komputera ZX Spectrum i jego pochodnych. Swego czasu zdominował rynek i przec chwilę nawet zagroził produktom Intela. Był wykorzystywany nawet w maszynach przemysłowych!

Pamięci EPROM

MCY7716

Jedyny polski EPROM. Wielu twierdzi, że nigdy nie istniał. Zamieszczam zdjęcia na dowód :) Rzeczywiście, jest on bardzo rzadki. Produkowany pod koniec 1989 i w marcu 1990. Wyprodukowano ich bardzo niewiele, a większość została poddana recyklingowi, żeby odzyskać złoto. Na zdjęciach mikroskopowych widać, że na strukturze jest napis U2716. Ciekawe dlaczego? Prawdopodobnie CEMI kupiło struktury za granicą, a w Polsce były jedynie zamykane do bardzo oldschoolowych obudów, jak na tamte czasu. W roku 1990 powszechne były już EPROMY w obudowach CERDIP z okienkiem kwarcowym. W nowym kapitalistycznym świecie CEMI nie zrobiło interesu sprzedając EPROMy o pojemności 16kbit, kiedy na zachodzi były dostępne scalaki nawet o pojemności 4Mbit.

EPROMy SMD

EPPROMy 27C256 i 27C512 w wersji SMD. Ich pojemności wynoszą 32kB i 64kB. Bardzo ładnie się błyszczą.

К573РФ5

Balszaja tieknika, czyli układy scalone w radzieckim wykonaniu. Rozstaw nóżek wynoski 2,5mm a nie 2,54 (100mils) tak jak w przypadku scalaków produkowanych przez resztę świata. Obudowa też zupełnie nietypowa, tak samo jak nic-nie-mówiące oznaczenie. Jednak pod mikroskopem widać na strukturze ten sam napis jak na obudowie, co stanowi dowód na to, że Rosjanie samodzielnie zrobili ten układ.

К573РФ2

Inny radziecki EPROM, tym razem z nietypowym kominem w roli okienka :)

MM2758Q

Dość nietypowym EPROM ze złotymi nóżkami. Struktura ma nietypowe pasy. W porównaniu do zwykłych EPROM-ów widać dość dużo szczegółów na strukturze.

Pamięci EPROM

Mam sporą kolekcją pamięci EPROM różnego rodzaju. Zostały wymontowane ze starych urządzeń. Bardzo lubię te scalaki, bo widać w nich różne ciekawe rzeczy, a w szczególności pod mikroskopem. W świetle słonecznym ich struktury mienią się wszystkimi kolorami tęczy (zdjęcie niestety robiłem przy lampie, więc tego nie widać).

Inne układy scalone

Mostek MK6010

To pierwszy na świecie scalony kalkulator! Stosowany w kalkulatorze Busicom Junior/NCR 18-16. Zastąpił kilkanaście układów scalonych, które były stosowane w poprzedniej wersji tego kalkulatora. Widoczne tutaj układy są świadectwem postępu technicznego. Na pokładzie jest aż 2100 tranzystorów, składających się na 360 bramek i 160 przerzutników. Rok produkcji 1972 i 1973.
Więcej ciekawostek na stronie Vintage Calculators

MRY7906

Oto ICL7106 do mierników. Bardzo unikalny. Nigdzie nie zachowała się jego dokumentacja, możliwe nawet, że nigdy jej nie było. Układ jest sprawny i kompatybilny ze wszystkimi miernikami przeznaczonymi do ICL7106. Działa z wyświetlaczem LCD 3 i 1/2 cyfrowym, ale takie nie były produkowane u nas w kraju.

74181

Jednostka arytmetyczno-logiczna. Ojciec mikroprocesora. Obecnie każdy procesor ma jednostkę arytmetyczno-logiczną w swojej strukturze i jest ona jego mózgiem.

Inne CEMI

Układy systemu mikroprocesorowego produkcji CEMI - MCY7114 (2 szt), UCY74S416, UCY74S405, UCY74S424, UCY74S487, UCY74181 (ALU), MCY7880, UCY74S412, MCY7304AA, UCY74S428, MCY7102C, UCY74S482, UCY74S486.

40116

Translator TTL-CMOS. Bardzo ładna fioletowa ceramika i złote wykończenia. Mam dwa takie, więc pokusiłem się, żeby otworzyć jednego z nich. Wygląda przepięknie :) struktura jest na tyle prosta, że pod mikroskopem da się dostrzec pojedyncze tranzystory.

MN6740VCQK

Nie wiem, co to jest. Wyciągnąłem to ze starego magnetowidu Panasonic dlatego, że ma 64 nóżki.

Układ hybrydowy

Nie wiem cóż to za dziwoląg. Układ scalony hybrydowy, czyli podłoże ceramiczne na którym są miniaturowe elementy SMD i mogą być też konwencjonalne układy scalone. Wymontowane z tego samego magnetowidu, co powyższy eksponat.

Sonda logiczna

Sonda logiczna lub próbnik stanów logicznych to podstawowe wyposażenie elektronika-cyfronika. W internecie można znaleźć wiele różnych rozwiązań tego typu sond. Niektóre są nawet bardzo zaawansowanymi rejestratorami. Prezentowane tutaj sondy są proste, tanie, a ich zmontowanie nie powinno zająć więcej niż 15 minut. Wersja 1 jest tak trywialna, że trudno było by ją jeszcze uprościć. Wersja 2 została rozbudowana o wykrywacz szpilek. Obie są zaprojektowane w taki sposób, by dało się je wetknąć między plątaninę kabli na płytce stykowej i żeby były łatwe w użyciu.

Pliki do pobrania:

• Schemat i płytka w programie KiCad
• PDF gotowy do wydruku (lustro)

Wersja 2

Ktoś na Elektrodzie zamieścił sondę mniejszą od wersji 1, zamieszczonej poniżej, więc musiałem znowu pobić rekord :) Powstały trzy wersje, różniące się jedynie obudowami elementów:

• 0805 - wymiary sondy 7,5 x 35 mm
• 1206 - wymiary sondy 10 x 50 mm
• THT - wymiary sondy 15 x 100 mm

Wersja THT została zaprojektowana specjalnie dla uczestników kursu elektroniki cyfrowej, prowadzonego przez Koło Naukowe SENSOR.


Kiedy sonda jest podłączona do napięcia niższego niż 1,67V to świeci się dioda czerwona. Dioda zielona zapala się po podłączeniu do napięcia powyżej 3,33V. Kiedy sonda nie jest podłączona do niczego lub występuje stan nieustalony, tzn pomiędzy 1,67V a 3,33V, to świeci się dioda żółta. Wykrywacz szpilek składa się z dodatkowej diody zielonej i czerwonej. Po ustaniu sygnału wysokiego/niskiego, dioda zielona/czerwona świeci się jeszcze przez chwilę, stopniowo gasnąc przez ok 0,3 sekundy. Diody wykrywacza lekko żarzą się przez cały czas - bywa tak, że szpilki mogą być na tyle krótkie, że nie zdążą się w pełni zapalić, ale w tym przypadku widać zmiany jasności diod. Dzięki wykrywaczowi szpilek, możliwe jest wykrycie krótkich impulsów o czasie 20us.

Wyjaśnienie schematu

Całość jest zasilana z napięcia 5V podawanego na złącza P1 i P2. Końcówka testowa sondy jest podłączona do P3. Rezystory R1 i R2 tworzą dzielnik napięcia, który "utrzymuje" napięcie 2,5V na szpilce, aby wskazanie sondy nie zmieniało się chaotycznie, kiedy sonda wisi w powietrzu. R1 i R2 mają rezystancję 1M, dzięki czemu nawet słaby sygnał jest w stanie zmienić 2,5V na inną wartość - wystarczy palcami dotknąć wejścia sondy oraz któregoś bieguna zasilanie i sonda natychmiast zareaguje.


LM358 to dwa wzmacniacze operacyjne, które w tym układzie pracują jako komparatory. Porównują napięcie sondy z napięciami wzorcowymi 1,67V i 3,33V uzyskanymi z dzielnika R3, R4, R5. Ktoś może powiedzieć, że w klasycznym standardzie TTL napięcia progowe wynoszą 0,8V i 2,0V - wszystko prawda. Jednak w większości obecnie stosuje się układy CMOS. Zmierzyłem napięcia progowe różnych układów jakie miałem, stare i nowe. Okazało się, że napięcia przełączeń są bardzo różne. Zdecydowałem więc wstawić dzielnik z trzech takich samych rezystorów 220k dla ujednolicenia schematu. Dlaczego 220k? O tym za chwilę.


W stanie nieustalonym, komparator U1A ma na wyjściu 0, a komparator U1B daje 1. Powoduje to, że prąd płynie od B do A, zapalając żółtą diodę. W stanie wysokim oba komparatory dają 0, a w stanie niskim oba mają na wyjściu 1.


Chęć maksymalnego zminiaturyzowania całego układu zmusza do korzystania z najprostszych rozwiązań. Wykrywacz szpilek to zwyczajny detektor szczytowy i prosty układ RC z tranzystorem. Wieźmy na warsztat najpierw wykrywacz dla stanu niskiego, czyli z czerwoną diodą. W stanie wysokim pojawia się napięcie na wyjściu U1A, które oprócz zapalania diody D3, ładuje także kondensator C3. Dioda D6 blokuje prąd, aby się "nie cofnął". Kondensator C3 z rezystorem R10 tworzą prosty układ czasowy, który rozładowuje się przez złącze baza-emiter tranzystora T2. W tym czasie T2 jest otwarty i płynie prąd przez diodę wykrywacza D7, która stopniowo przygasa w miarę rozładowywania się kondensatora C3. W stanie nieustalonym, dioda wykrywacza ma się lekko żarzyć - aby spełnić to założenie trzeba było dać rezystor 220k i do niego dobrać kondensator, aby czas gaśnięcia diody był odpowiedni. To stąd wzięły się rezystory 220k w dzielniku - dla ujednolicenia projektu.

Wykrywacz szpilek stanu wysokiego działa tak samo, tylko że odwrotnie :) Jaka ładna symetria powstała w tym układzie! Normalnie U1B daje stan wysoki kiedy na wejściu jest stan niski lub nieokreślony. Kiedy napięcie wejściowe przekroczy 3,33V to komparator zwiera swoje wyjście do masy, co powoduje zapalenie zielonej diody D1 oraz natychmiastowe rozładowanie kondensatora C2 przez diodę D4. Tym samym otwiera się tranzystor PNP i zapala się dioda zielona D5 tak długo, kiedy kondensator jest pusty. W miarę ładowania C2 przez R9 i złącze baza-emiter tranzystora, dioda stopniowo przygasa.


Teraz wyjaśnienie dlaczego diody wykrywacza szpilek żarzą się przez cały czas. Jest to spowodowane pewną ułomnością LM358 - otóż jego napięcie wyjściowe może zmieniać się w zakresie od 0 do 3,8V i więcej nie da rady (przy zasilaniu z 5V). Przez to cały czas płynie niewielki prąd przez bazę tranzystora PNP T1, R9, D4 do wyjścia komparatora U1B. Jednak żadna strata - obserwując zmiany jasności diod wykrywacza, można zauważyć nawet bardzo krótkie szpilki.

Montaż

Zmontowanie układu nie powinno stwarzać żadnych problemów. Wszystkie drobne elementy są w obudowach 1206 lub 0805, scalak LM358 jest w SO8, a tranzystory w SOT23. Nie potrzeba wiercić ani jednego otworu. Jeżeli ktoś jeszcze nie próbował lutowania SMD to bardzo zachęcam - to jest prostsze niż lutowanie elementów przewlekanych!

To samo zrobili inni...

Duch zaprojektował własną płytkę na podstawie mojego schematu. Link do jego strony: Duch DIY

Wersja 1

Zielona dioda oznacza stan 1, czerwona to 0, a brak świecenia żadnej diody oznacza stan wysokiej impedancji lub że sonda została podłączona do wejścia wiszącego w powietrzu.

Dwa potencjometry służą do regulacji napięć progowych. Przed pierwszym użyciem należy tak wyregulować potencjometry, by zielona dioda zapalała się powyżej napięcia 3,5V, a czerwona poniżej 1,5V (przy zasilaniu sondy z 5V). Celem tego rozwiązania było to, żeby sondę dało się wykorzystać nie tylko do badania układów logicznych CMOS. Praktyka pokazała jednak, że sztywny dzielnik rezystorowy byłby wystarczający dla zdecydowanej większości zastosowań. Sonda nie jest wyposażona w "wykrywacz szpilek".