Einführung: LogicSim

Was ist LogicSim?

LogicSim bietet dir die Möglichkeit digitale Schaltungen mittels der Gatter, die dir innerhalb des Kapitels Digitaltechnik begegnen werden, am Computer aufzubauen und zu simulieren.

LogicSim kannst du auch zu Hause verwenden, es ist frei und kostenlos erhältlich sowie plattformunabhängig. Du kannst LogicSim unter folgendem Link herunterladen:

Der folgende Screenshot bietet dir einen Überblick der Oberfläche von LogicSim und ihre Kernbereiche. Fahre dazu mit dem Mauszeiger über den Screenshot und du erhältst nähere Informationen zur Funktion dieses Softwareteils.

Zeichenfläche: Hier werden die unterschiedlichen Bauteile zusammengebaut und mittels Drähten verbunden. Auswahl der Eingänge: Hier kannst du Auswählen wie viele Eingang das Bauteil hat, dass du als nächstes verwendest. Auswahl der Gatter und Module: Hier wählst du sowohl die Gatter als auch die Module aus, die LogicSim dir bereits bietet, so kannst du beispielsweise ein Gatter auswählen (anklicken) und es danach auf der Zeichenfläche positionieren. Kontrollbuttons für die Simulation Abzweigung hinzufügen/entfernen Buttons Neu, Öffnen, Speichern Menüzeile zum Öffnen, Speichern und zur Erstellung von Modulen

Wie gehe ich vor um eine Schaltung zu realisieren?

Nun, da du die Oberfläche von LogicSim kennst, solltest du eine einfache Schaltung realisieren. Du hast an dieser Stelle die Möglichkeit, die einzelnen Schaltungen wie unten aufgeführt durchzuführen. Du kannst dir aber auch vorher unseren Screencast zu LogicSim ansehen, der dir die Software näher beschreibt. Diesen findest du am Ende dieser Seite.

Schaltungen realisieren

Wir wollen im Folgenden die Schaltung a ∧ b aufbauen. Dazu verwenden wir:

Um ein Objekt auf der Zeichenfläche zu positionieren, klicke es in der Liste links an und klicke dann auf die Position auf der Zeichenfläche, an der es erscheinen soll. Keine Angst, du kannst das Objekt jederzeit verschieben. Positioniere zwei Schalter, wie du es in Screenshot 1 sehen kannst.

Screenshot 1

Zwei Schalter auf der LogicSim-Zeichenfläche

Wir gehen weiter und setzen das AND-Gatter sowie die LED auf die Zeichenfläche:

Screenshot 2

Zwei Schalter, ein AND-Gatter und eine LED auf der LogicSim-Zeichenfläche

Nun fehlen unserer Schaltung noch die Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen. Dazu kannst du ihre Ausgänge (erkennbar an den nach rechts abstehenden Linien) per Mausklick mit den Eingängen der anderen Bauteile verbinden. Hier hat sich eine Konvention durchgesetzt: Verbindungen werden nur horizontal oder vertikal gelegt, diagonale Verbindungen sind nicht erwünscht.

Wir verbinden nun unsere Schalter mit den Eingängen des AND-Gatters und den Ausgang des AND-Gatters mit der LED:

Screenshot 3

Zwei Schalter, ein AND-Gatter und eine LED auf der LogicSim-Zeichenfläche, durch Drähte verbunden

Nun ist unsere Schaltung fertig aufgebaut. Um zu sehen, was passiert, wenn wir die Schalter betätigen, müssen wir die Simulation starten. Das machen wir, indem wir auf den Button Simulieren oberhalb der Zeichenfläche klicken.

Wenn deine Simulation läuft, dann schalte beide Schalter auf 1. Ist alles korrekt angeschlossen, so erhältst du folgendes Bild innerhalb der Zeichenfläche (deine LED leuchtet):

Screenshot 4

Zwei Schalter, ein AND-Gatter und eine LED auf der LogicSim-Zeichenfläche, durch Drähte verbunden, die Schaltung hat die Eingangswerte 1-1

Eingänge verändern

Wie du sehen wirst, ist es manchmal notwendig, einzelne Eingänge von Bauteilen zu verändern, beispielsweise den Wert eines Eingangs umzukehren. Dazu kannst du das Bauteil Negator verwenden, aber auch den Eingang direkt ändern, denn ein einzelnes Bauteil kann manchmal zu mehr Übersichtlichkeit führen.

LogicSim bietet dir die Möglichkeit, dies am Bauteil zu machen, indem du auf der linken Seite den Eintrag Eingangsnegator anklickst und dann auf den entsprechenden Eingang des Bauteils klickst, den du negieren möchtest. Negieren wir beide Eingänge an unserer Schaltung von oben, so ergibt sich folgende Schaltung:

Screenshot 5

Zwei Schalter, ein AND-Gatter mit negierten Eingängen und eine LED auf der LogicSim-Zeichenfläche, durch Drähte verbunden, die Schaltung hat die Eingangswerte 0-0

Abzweigungen von Verbindungen

Möchtest du eine Verbindung verzweigen, so kannst du das tun, in dem du die Umschalt-Taste (Shift/groß schreiben) gedrückt hältst und auf die Stelle der Verbindung klickst, an der die Abzweigung starten soll. Danach kannst du die Leitung wie gewohnt zum nächsten Eingang legen. Versuche es am besten gleich selbst.

Module aufbauen und wiederverwenden

Wenn wir uns das Leben einfacher machen wollen, dann speichern wir Teile, die wir einmal gebaut haben, und verwenden Sie wieder. Damit wir ein Bauteil wiederverwenden können, speichern wir es als Modul, dessen Eingänge und Ausgänge wir festlegen müssen (maximal 16 Eingänge/Ausgänge).

Um ein Modul zu erstellen, findest du in der Menüleiste den Punkt Module » Module erstellen, unter dem du einen Modulnamen, eine Beschreibung und eine Aufschrift eingeben kannst. Die Aufschrift ist bei Verwendung des Moduls auf dem Bauteil zu sehen.

Wenn du ein Modul fertiggestellt hast, so speichere es. Verwendest du dazu den Menüpunkt Speichern, so wird das Modul direkt im richtigen Ordner abgelegt und taucht in der Seitenleiste links auf, sodass du es weiterverwenden kannst. Wählst du Speichern unter, dann speichere die Datei mit der Dateiendung .mod im Ordner LogicSim/modules. Beim nächsten Öffnen von LogicSim ist dein Modul am unteren Ende der Seitenleiste verfügbar.

Hier findest du noch ein Modul, welches 4 Eingänge durch AND und OR-Gatter verknüpft und das Resultat an einen Ausgang liefert.

Screenshot 6

Modulaufbau mit einem AND und zwei OR-Gattern sowie definiertem Input und Output

Hier ein Simulationsaufbau unter Verwendung des obigen Moduls.

Simulationsaufbau mit 2 Schaltern, dem ANDOR-Gatter von oben und einer LED

Screencast

Im folgenden Screencast findest du nochmal alle Funktionen Schritt für Schritt beschrieben.

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