Электроника МК-85

«Электроника» МК-85

Электроника МК-85 — советский программируемый калькулятор (микрокомпьютер) на базе 16-битного процессора со встроенным интерпретатором языка Бейсик. Разрабатывался в НИИТТ, главный конструктор — Л. Минкин, заместитель ГК — Ю. Отрохов, разработчики — С. Ермаков, О. Семичастнов, Б. Кротков, А. Подоров, В. Гладков и др. Выпускался заводом «Ангстрем», г. Зеленоград с 1986 года по 2000 год, было произведено более 150 тыс. калькуляторов различных модификаций.

МК-85 продавался в сети магазинов «Электроника» по цене 145 рублей, что на тот момент было значительно дешевле любой другой ЭВМ, оснащённой интерпретатором Бейсика, затем по свободной розничной цене. Микрокомпьютер предназначен для выполнения научных, инженерных и статистических расчетов и решения задач с помощью программ, составленных на языке Бейсик. Компьютер выполняет все операции с максимальной ошибкой ±1 в десятом разряде числа. Компьютер автоматически выполняет ранее записанную программу, четыре арифметических действия, вычисления прямых и обратных тригонометрических функций, десятичных и натуральных логарифмов, экспоненциальной функции, квадратного корня, абсолютной величины, определение знака числа, целой и дробной части числа и генерацию случайных чисел. Предположительно, единственный в мире на момент появления микрокалькулятор, оснащённый 16-разрядным микропроцессором с системой команд PDP-11.

История создания

В 1984 году Министерство электронной промышленности дало задание на проектирование аналога карманного персонального компьютера Casio FX-700P. Разработчики предложили использовать 16-битный процессор Н1806ВМ2, основанный на технологии КМОП аналог К1801ВМ2, процессора с системой команд популярной в СССР архитектуры PDP-11, и базовый матричный кристалл Н1515ХМ1. Несмотря на иную схемотехнику, в министерстве настояли на полном внешнем сходстве с прототипом Casio, хотя это вызвало затруднения, в частности, со схемой выключения. Переработанный для калькулятора процессор получил обозначение Т243-2, а на базовом матричном кристалле были созданы контроллер ОЗУ, ПЗУ и клавиатуры T241-2-015 и контроллер дисплея T241-2-014. Прототип на базе этих элементов серийно не выпускался, однако несколько экземпляров попали к потребителям. Для серийного образца на базе К1801ВМ2 была разработана оригинальная микросхема процессора, включившая в себя часть контролеров периферийных устройств и получившая обозначение Т36ВМ1-2, и переработанные варианты трассировки базового матричного кристалла периферийных микросхем.

Технические характеристики

• Система счисления: десятичная;
• Задаваемое количество разрядов мантиссы числа: 10;
• Количество внутренних разрядов мантиссы числа: 12;
• Количество индицируемых разрядов мантиссы числа: от 6 до 10, в зависимости от числа разрядов порядка;
• Количество разрядов порядка числа: 4;
• Процессор: 16-разрядный, совместимый с ЭВМ «Электроника 60»; 8 регистров общего назначения, 72 инструкции;
• Память:
  • для модели МК-85 — 2 Кб энергонезависимой памяти (1221 шаг программы);
  • для модели МК-85М — 6 Кб энергонезависимой памяти (5317 шагов программы);
• Количество адресуемых регистров памяти:
  • для модели МК-85 — 26 с возможностью расширения до 178;
  • для модели МК-85М — 26 с возможностью расширения до 690;
• Количество одновременно хранимых программ (файлов): 10 (P0..P9);
• Язык программирования: BASIC;
• Режимы работы: основной / калькуляторный / записи / отладки / совмещенных функций (S), (F) / расширения функциональных возможностей / повышенного быстродействия (турборежим);
• Дисплей: жидкокристаллический, матричный, 12-разрядный, 1 строка, символы образованы матрицей 5×7 пикселей (ИЖВ1-12/5×7), оснащен регулятором контрастности;
• Клавиатура: 54 клавиши, сгруппированные в две зоны (к клавиатуре прилагалась прозрачная накладка с обозначением дополнительных функций клавиш, не обозначенных на корпусе);
• Напряжение питания: 6 В; внешний блок питания и заменяемые элементы питания СЦ-0,18 (4 × 1,5 В) для автономной работы;
• Потребляемая мощность: менее 0,02 Вт;
• Размеры: 13×166×73 мм;
• Диапазон рабочих температур: от +5 до +40 °C;
• Масса: не более 0,15 кг;
• Последний год выпуска: 2002.

Комплект поставки

• Микрокомпьютер «Электроника МК-85/МК-85М»;
• Руководство по эксплуатации;
• Библиотека программ (допускается не комплектовать);
• Футляр;
• Упаковочная тара;
• Элементы питания типа СЦ 0,18 (установлены в компьютере), современные аналоги GPA76, LR44 и AG-13 (применяются в современных лазерных указках), можно применить и аккумуляторы Д-0,06, но заряжаться они в аппарате не будут, к тому же они слегка отличаются размерами.
• Блок питания «Электроника Д2-10К» (по конструкции аналогичен Д2-10М, но содержит дополнительные компоненты для стабилизации напряжения), или «Электроника Д2-37В» (со стабилизатором);
• Накладка на клавиатуру.

Описание аппаратной части

Существовало два различных варианта аппаратной реализации МК-85:

Пилотная версия:

• центральный процессор: Т234-2 (на основе процессора 1806ВМ2);
• контроллер ОЗУ, ПЗУ и клавиатуры: Т241-2-015 (на основе БМК КН1515ХМ1);
• контроллер ЖК дисплея: Т241-2-014 (на основе БМК КН1515ХМ1);
• ПЗУ на основе 2 микросхем Т242-2 (с организацией 8Кх8), общим объёмом 16 Кбайт;
• ОЗУ: Т244-2 (с организацией 2Кх8), статического типа, объёмом 2 Кбайт.

Именно такой микрокалькулятор изображён на фотографии в статье о нём в журнале «Наука и жизнь» (№ 4 за 1987 год). Серийно не выпускался, но некоторые образцы попали к конечным потребителям. Судя по надписям на клавиатуре, в его интерпретаторе Бейсика отсутствует целый ряд команд, добавленных во вторую версию (в частности, для непосредственного управления пикселями).

Серийная версия: Переработана для серийного выпуска на заводе «Ангстрем», микросхема процессора получила встроенный контроллер ввода-вывода, две микросхемы ПЗУ были заменены на одну.

• Центральный процессор со встроенным контроллером ввода-вывода: Т36ВМ1-2 (КА1013ВМ1). Создан на основе процессора 1806ВМ2 с дополнительными элементами — тактовым генератором, контроллером питания, 13-битным портом клавиатуры, 15-битным параллельным портом ввода-вывода, отдельным портом управления ЖКИ. Доступ к памяти осуществлялся через демультиплексированную шину адреса (до 15 бит) и 8-битную шину данных, а также с использованием до 8 сигналов выборки микросхемы (chip select).
• Контроллер ЖК дисплея: Т36ВГ1-2 (КА1013ВГ2).
• ПЗУ: Т36РЕ1-2 (КА1013РЕ1), объёмом 32 Кбайт (использовалась только половина объёма микросхемы). Позже (приблизительно с 1989 года) применялись Т36РЕ2-2 с организацией 2Кх8.
• ОЗУ: Т36РУ1-2 (КА1013РУ1) статического типа, объёмом 2 Кбайт, с организацией 2Кх8. Предположительные аналоги — CMOS SRAM микросхемы HM6116 и TC5517.

Некоторые факты

• Изначально на лицевой стороне корпуса первых выпусков МК-85 было написано «Программируемый микрокалькулятор», затем «Персональный компьютер». Серийные модели имели надпись «Микрокомпьютер».
• Для внутреннего представления кода программ использована нестандартная кодировка, в которой часть символов (с 0xC0 по 0xF1) отведена для записи команд Бэйсика, которые при сохранении строки программы сжимались до 1 символа.
• Символ с кодом 96 являлся переназначаемым пользователем: его начертание можно было модифицировать специальной командой LETC.
• При некоторых тригонометрических операциях наблюдалось возникновение «мусорных» пикселов на экране; вычисление синуса и косинуса некоторых аргументов вызывало мягкую перезагрузку устройства.
• В калькуляторе предусмотрена не документированная в руководстве команда: при выполнении команды WHO на МК-85 появлялась строка «Программу разработал Подоров А. Н.».
• Если строка программы (искусственно смоделированная) после «разжатия» односимвольных в текстовые команды и удаления пробелов превышает допустимые 63 символа — возникает недокументированная ошибка ERR !
• В калькуляторе есть встроенная программа диагностики. Для её запуска необходимо набрать слово TEST и нажать EXE. Калькулятор произведет тестирование контрольной суммы ПЗУ, определение текущего объёма установленной памяти и запись с последующим чтением всех ячеек оперативной памяти, позволяет провести визуальный контроль всех элементов экрана. Следует учитывать, что выполнение теста самоконтроля приводит к стиранию всех ранее записанных программ и данных.
• Для перехода в турбо-режим следует произвести включение или перезапуск (по клавише сброса, команде TEST или в результате исполнения сбойных команд — например, тригонометрических функций специально подобранных аргументов) микрокомпьютера с зажатой клавишей «+». Во избежание быстрого разряда элементов питания микрокомпьютер в режиме повышенного быстродействия рекомендуется включать через блок питания.
• Внешне калькулятор был скопирован с Casio FX-700P (он же Radio Shack PC-4), а внутренне это полностью оригинальная разработка. В FX-700 имеется внешний интерфейс, но отсутствует разъём питания, в МК-85 есть разъём для БП, но разъём для подключения периферийных блоков наружу не выведен. FX-700 оснащён 4-разрядным процессором, а МК-85 — 16-разрядным. При этом по быстродействию МК-85 даже в турбо-режиме уступает Casio.
• Если рассмотреть принципиальную схему клавиатуры МК-85, то обнаруживается, что одновременное нажатие расположенных рядом кнопок «0» и «.» соответствовало замыканию скрытой кнопки «reset». Хотя программа контроллера клавиатуры имела защиту от таких ситуаций, иногда случайное нажатие этих кнопок приводило к перезагрузке калькулятора со сбросом всей памяти. (Сервисный центр в Зеленограде так и не смог помочь, проблема решалась наклеиванием разделителя между кнопками.)
• Кодировка символов кириллицы в МК-85 — стандартная, КОИ-8Р. Кириллическая раскладка клавиатуры — «ЯВЕРТЫ», для её включения и выключения необходимо использовать сочетание клавиш «MODE» и «.» (точка), нажимая их последовательно, а не одновременно. Кириллическая раскладка названа «расширенным режимом», включение которого индицируется сегментом индикатора «EXT» (extended). Если в латинской раскладке по умолчанию происходит ввод заглавных букв, то в кириллической — строчных. Для переключения регистра перед вводом символа следует нажать клавишу «MODE». Символы кириллицы, не уместившиеся на буквенной клавиатуре, расположены на цифровой, и регистр для некоторых из них инвертирован по сравнению с остальными. Также в расширенном режиме можно набирать целый ряд псевдографических символов, нажимая перед их вводом клавишу с красной буквой S. Для получения справки по этим символам необходимо поместить на клавиатуру входящую в комплект накладку.

Модификации

МК-85М

Модификация с 6 Кб энергонезависимой памяти (5317 шагов программы). Конструкция базовой модификации (2 КБ) допускает увеличение до расширенной путём установки 2 дополнительных микросхем ОЗУ. Некоторые пользователи устанавливают дополнительные микросхемы памяти самостоятельно. В настоящее время приобрести микросхемы Т36РУ1-2 представляет большую проблему. Для тех, кто решится на самостоятельную доработку — вполне подойдут микросхемы Н537РУ8А. Возможно, просто Т36РУ1-2 является бюджетным вариантом Н537РУ8А, имеющую металлокерамический корпус.

МК-85Б

«Б» — Банковский, для шифровки авизо. Портативный шифратор, средство защиты информации «Анкрипт». Разработан в 1990 году НПМГП «Анкорт», г. Москва. Изготавливался с 1991 года на заводе «Ангстрем», г. Зеленоград. Применялся: Центральным банком Российской Федерации (Банком России) в качестве защиты от фальшивых авизо.

МК-85С

«С» — Crypto — для других задач криптозащиты. Портативный шифратор, средство защиты информации «Анкрипт». Разработан в 1991 году НПМГП «Анкорт», г. Москва. Изготавливался на заводе «Ангстрем», г. Зеленоград. Применялся: Центральным банком Российской Федерации (Банком России), Министерством обороны, в МВД и пограничных войсках.

Телефонные аппараты

Микропроцессорный комплект и ЖКИ от МК-85 применены в первой модели телефона с АОН «Phone master», который внешне не похож на МК-85, и собран в корпусе обычного телефонного аппарата.

Этот же микропроцессорный комплект, но в сочетании с новым двухстрочным ЖКИ, имеющим подсветку лампами накаливания, применён и во второй модели телефонного аппарата «Phone master».

Последующие модели телефонов серии «Phone master» с этими двумя историческими моделями ничего общего не имеют, выполнены на обычных микроконтроллерах широкого применения и имеют сегментный ЖКИ.

Фотографии

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Сохранившиеся рабочие экземпляры датированы: «декабрь 1991 года зав.№ 524076» «Август 1992 года» и «Декабрь 1992 года».
Фотографии сделаны спустя 16 лет, как видно, калькуляторы все ещё работоспособны.
На последних фотографиях представлено сравнение «Casio FX-700P» и «Электроника МК-85», хоть внешне они похожи, но внутренне совершенно разные.

Литература и публикации

• Л. М. Лемко, В. В. Гладков, С. В. Ермаков, В. Н. Жуков. Персональный микрокомпьютер «Электроника МК 85» // Микропроцессорные средства и системы. — 1987. — № 4. — С. 10—12.
• В. И. Лопатин, Ю. Н. Старовойтов. Программирование персонального компьютера «Электроника МК 85» с использованием языка Бейсик // Микропроцессорные средства и системы. — 1987. — № 4. — С. 13—15.
• Бойко А., Чикоруди Р. Компьютер в кармане // Наука и жизнь : журнал. — 1987. — № 4. — С. 33-37.

См. также

• Электроника МК-90
• Список советских калькуляторов

Ссылки

• Микрокомпьютер МК-85
• Как создавали МК-85
• Программы для Электроника МК-85
• Основные черты АНКРИПТ
• Elektronika MK-85 — hardware (англ.)
• Museum of Soviet Calculators — Elektronika MK-85/M/C (недоступная ссылка) (англ.)
• Эмулятор МК-85 от Piotr Piatek (польск.)
• Эмулятор МК-85 на javascript с исходными текстами
• Модификации прошивки, расширение памяти, подключение Flash и I2C (польск.)
• Сайт коллекционера Сергея Фролова (МК-85/МК-85М)
• Разбор калькулятора МК-85
• МК-85С. Оживляем шифровальный калькулятор
• История создания МК-85С для цифровой подписи авизо ЦБ РФ (главы из книги М. Е. Масленникова): #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7