Archiv der Materialien vom Dezember 2009
Simulation logischer Schaltungen
Logikgatter mit einem Eingang:
Boolescher Operator:
Treiber
auffrischen
auffrischen
NOT
NICHT (Inverter)
¬
NICHT (Inverter)
¬
Ziehe ein Logikgatter zwischen den Eingabe-Schalter und die Ausgabe-LED
Bei einem Eingang gibt es digital nur 2 verschiedene Eingabemöglichkeiten (Schaltzustände).
Eingabe | Verarbeitung | Ausgabe
A: 0
0
1
Q:
Wahrheitstabelle:
| Eingabe | Ausgabe |
|---|---|
| A | Q |
| 0 | |
| 1 |
Der Treiber macht hinsichtlich der Schaltlogik nichts. Er ist nur technisch von Bedeutung, indem er das Eingangssignal auffrischt/verstärkt.
Am Inverter ist die verwendete Symbolik gut zu erkennen: Ein kleiner Kreis am Ausgang des Gatters bedeutet, dass der Wert umgekehrt (invertiert) wird.
Am Inverter ist die verwendete Symbolik gut zu erkennen: Ein kleiner Kreis am Ausgang des Gatters bedeutet, dass der Wert umgekehrt (invertiert) wird.
Anmerkungen:
- Falls sich jemand - zu Recht - fragt, warum die Lampe überhaupt leuchten kann, da doch kein geschlossener Stromkreis vorliegt: Die Schaltung ist so zu verstehen, wie es früher z.B. bei Fahrrädern üblich war. Stromquelle und Lampen waren mit dem Fahrradrahmen (Eisen) verbunden und dieser schloss den Stromkreis. Auch hier muss man sich eine zusätzliche - unsichtbare - Verbindung aller Bauteile vorstellen, die nur zur Vereinfachung weggelassen wurde!
- Aber wie kann dann die Lampe leuchten, wenn alle Schalter aus sind? Der Strom vom Schalter dient nur zur Steuerung des Gatters. Jedes Gatter besitzt eine eigene - hier auch unsichtbare - Stromversorgung (Sekundärkreis) über die die Lampe gespeist wird!
Logikgatter mit zwei (oder mehr) Eingängen:
Boolesche Operatoren:
OR
ODER
V
ODER
V
NOR
Nicht ODER
Nicht ODER
¬( V )
AND
UND
Λ
UND
Λ
NAND
Nicht UND
Nicht UND
¬( Λ )
(E)XOR
Exklusives ODER
V
Exklusives ODER
V
Ziehe ein Logikgatter zwischen die Eingabe-Schalter und die Ausgabe-LED
Bei zwei Eingängen gibt es digital schon 4 verschiedene Eingabemöglichkeiten (Schaltzustände).
Eingabe | Verarbeitung | Ausgabe
A: 0
B: 0
0
0
1
1
0
1
0
1
Q:
Wahrheitstabelle:
| Eingabe | Ausgabe | |
|---|---|---|
| A | B | Q |
| 0 | 0 | |
| 0 | 1 | |
| 1 | 0 | |
| 1 | 1 | |
Alle wichtigen digitalen Schaltungen zum Berechnen von Werten,
Speichern von Daten... lassen sich durch Kombination dieser einfachen Logikschaltungen
aufbauen.
Tatsächlich genügen sogar nur NOR-Gatter oder nur NAND-Gatter zum Aufbau beliebiger digitaler Schaltungen.
Tatsächlich genügen sogar nur NOR-Gatter oder nur NAND-Gatter zum Aufbau beliebiger digitaler Schaltungen.
