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Logik Bausteine
By Farnar
Kurzerklärungen zu Grundegeln Bausteinen und erweiterten Bausteinen.
Es wird der Aufbau der Bausteine gezeigt und eine alternative zu den Vorgegeben Bausteinen.
Der Guide ist noch in Arbeit. (v1.1)
   
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Einleitung
Hallo und vorab der Guide ist noch in Arbeit.

Es werden Grundlegende Bausteine und in Laufe der Zeit erweiterte Bausteine in diesen Guide beschreiben werden.
Geplant ist nur ein Kurzbeschreibung der Funktion der Bausteine.

Die Bausteine sind nur Beispiel und zur Verdeutlichung auseinander gezogen, das heißt das sie kompakter gebaut werden könnten.

Im Moment bin ich am Überlegen ob es ein Einsteiger Guide geben wird.
In Arbeit.

Will there be an english translation?
Well, it is possible, but not in the beginning.
Leiterplatte (Circuit Board)
Eigentlich wollte ich nur Logik Bausteine behandel, aber ich denke das dies doch wichtig ist zu erwähnen.

Das Circuit Board oder einfach übersetzt die Leiterplatte:
Die minimale Größe ist 1x1 und die maximale Größe ist 80x80.
Beim Platzieren kann man bevor man die linke Maustaste loslässt mit T die Platte kippen.
Wie oben im Bild kann dann an der Seite Verschiedene Teile montiert werden.

Wenn man die Platte greift wird direkt alles mit gegriffen was sich auf der Platte befindet.

Das Wichtigste ist aber, wenn man die Platte mit STRG+G kopiert das alle Verbindungen erhalten bleiben.
Wenn man mit Y alles markiert und mit STRG+G kopiert, werden alle Verbindungen gelöst.

Tipp:
In Verbindung mit einem Stecker (Plug) kann recht schnell nervige kopier arbeiten erledigt werden.
Wenn Platte auf Platte platziert wird ensteht eine Verschachtelung, das heißt beim greifen oder kopieren der untersten Platte wird die andere mit gegriffen bzw. mit kopiert.
Inverter (NOT)
IN
OUT
0
1
1
0
Das Spiel liefert eine fertigen Inverter (NOT).
Wie der Name schon sagt invertiert er das Signal.


Diode (Fast Buffer)
Dieser Baustein ist am besten als Diode zu beschreiben, er lässt das Signal nur in eine Richtung durch.
Im Vergleich zu den neuen Buffer hat dieser keine Schaltverzögerung.
Ab v0.90.1 wurde er in Fast Buffer umbenannt und es wurde ein neuer Buffer in das Spiel eingebunden.
Buffer
Der neue Buffer(v0.90.1) ist kleiner als der alte und hat eine richtigen Ausgang.
Im Vergleich zu den anderen hat dieser auch eine Schaltverzögerung von einen Takt.
Dafür ist es aber möglich diese fein zu platzieren, das heißt in 15° drehbar.
Relais
Das Relais ist als Standard Baustein im Spiel enthalten.
Mit den Kontakt auf dem Relais kann man den Signalfluss steuern.
Das Signal kann dabei in beiden Richtungen durch das Relais gelangen.
UND (AND)
IN 1
IN 2
OUT
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1

Das Spiel liefer uns schon ein fertiges UND:

Es kann mit bis zu zwei Eingänge erweitet werde, so das man insgesamt vier Eingänge zur Verfügung hat.

Es gibt auch Alternative Möglichkeiten:
Wenn man die Eingänge und den Ausgang eines ODERs mit Invertieren verseht.


Oder eine Variante mit Relais:
Die Variante ist aber nicht zu Empfehlen, da sie eine merkliche Schaltverzögerung hat.
Es war auch eher nur eine Machbarkeitsstudie.

Randbemerkung zum letzen Bild:
Wenn man die Dioden (Buffer) weglässt, hat man auch kein UND mehr.
Außer es wird nur ein Ausgangskontakt eines Relais verwendet.
Wenn man aber beide Ausgänge verbindet, erhält man durch den Signalrückfluß eine Selbsthaltung.
Es wurde zwar erst ein Signal am Ausgang kommen wenn beide Eingänge eine 1 haben, aber das Signal am Ausgang wurde erst wieder abfallen wenn beide Eingänge 0 sind.
ODER (OR)
IN 1
IN 2
OUT
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1

Ein ODER wird leider im Spiel nicht als fertiges Element vorgegeben, das heißt man muss eins selber bauen.

Einfache Variante mit Dioden (Fast Buffer):
Die Ausgänge von den Dioden (Fast Buffern) verbinden und das ODER ist fertig.


ODER aus UND:
https://steamuserimages-a.akamaihd.net/ugc/1763715212942802903/BC0F04EFE3DEFD48910B401D6626028BFCB9DD90/?imw=256&&ima=fit&impolicy=Letterbox&imcolor=%23000000&letterbox=falseEin UND mit Invertern (NOT) beschalten und man bekommt ein ODER.
NAND
IN 1
IN 2
OUT
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0

Im Spiel ist kein fertiges NAND vorhanden.

Mit einen UND und NOT kann aber eins einfach gebaut werden.

Eine alternative kann eins auch aus einem ODER gebaut werden:
NOR
IN 1
IN 2
OUT
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0

Ein NOR muss ebenfalls selber gebaut werden:
Aber man brauch nur einen Invertieren hinter einen OR zu schalten.

Alternativ kann man auch aus eine UND eins Bauen:
XOR
IN 1
IN 2
OUT
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0

Das XOR oder Exklusiv-ODER ist bereits im Spiel vorhanden.
Anders als das UND ist dies nicht erweiterbar.

XNOR
IN 1
IN 2
OUT
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1

Das XNOR oder Exklusive-NOR ist nicht im Spiel als Baustein vorhanden.
Man brauch aber nur ein XOR mit eine Invertiere erweitern.
D-Flipflop (D Latch)
IN
SET
OUT (Q)
0
0
X
1
0
X
0
0
0->1->0
1
1
0->1->0
X = Gespeicherter Wert

Das D-Flipflop ist als einziges Flipflop im Spiel vorgegeben.
Solange ein Signal am SET Eingang anliegt ist es möglich das Ausgangs Signal zuändern.
Sobald das Signal am SET zu 0 wechselt wird das letzte Signal am IN für dem Ausgang gespeichert.

Oder man kann es auch selber bauen:
RS Flip Flop
Im Spiel ist nur ein D Flip Flop vorgegeben, die normalen fehlen.

Man kann aber eins aus den vorgefertigten D Flip Flop bauen:
1S
R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
1
X = Gespeicherter Wert
Der S Eingang hat durch die Bauweise des Gliedes Vorrang, das heißt bei einer 1 an S und R wird der Ausgang Q gesetzt.

Eine erweitrung bingt eine Priorität auf Reset:
S
1R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
0
X = Gespeicherter Wert
Der R Eingang hat durch die Bauweise des Gliedes Vorrang, das heißt bei einer 1 an S und R wird der Ausgang Q zurück gesetzt.

Ein selber gebautes aus NOR Gliedern:
S
R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
U
X = Gespeicherter Wert
U = Unbestimmt
Bei gleichzeitigen Signal an R und S geben beide Ausgänge eine 0 aus.
Das Glied kann anfangen zu schwingen, nachdem die Signal an S und R gleichzeigt wider auf 0 gehen. Es wird empfohlen RS Glider mit Priorität auf einen Eingang zu benutzen.

Mit Priorität auf S:
1S
R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
1
X = Gespeicherter Wert
Um den Unbestimmten Schaltzustand zu verhindern ist hier eine Priorität auf Setzen.

Ein selber gebautes aus NAND Gliedern:
S
R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
U
X = Gespeicherter Wert
U = Unbestimmt
Bei gleichzeitigen Signal an R und S geben beide Ausgänge eine 1 aus.
Das Glied kann anfangen zu schwingen, nachdem die Signal an S und R gleichzeigt wider auf 0 gehen. Es wird empfohlen RS Glider mit Priorität auf einen Eingang zu benutzen.

Mit Priorität auf S:
1S
R
Q
0
0
X
1
0
1
0
1
0
1
1
1
X = Gespeicherter Wert
Um den Unbestimmten Schaltzustand zu verhindern ist hier eine Priorität auf Setzen.

RS Flip Flop mit Takt/Schalteingang
Aus einem D Flip Flop kann man leicht eine RS mit Takteingang bauen
S
1R
C
Q
__
S
1R
C
Q
0
0
0
X
0
0
1
X
1
0
0
X
1
0
1
1
0
1
0
X
0
1
1
0
1
1
0
X
1
1
1
0
X = Gespeicherter Wert

Der R Eingang hat hierbei eine Priorität.
Das Signal wird solange gesetzt wie C eine 1 hat, bei einer 0 wird der Zustand gespeichert.
Es ist auch moglich eins selber aus NANDs zu bauen:
S
1R
C
Q
__
S
1R
C
Q
0
0
0
X
0
0
1
X
1
0
0
X
1
0
1
1
0
1
0
X
0
1
1
0
1
1
0
X
1
1
1
U
X = Gespeicherter Wert
U = Unbestimmt
Dieses Beispiel hat aber keinen Prioritätseingang und ist wie das normale RS-NAND unstabil bei gleichzeigtem Signal am S und R.
Master-Slave Flip Flop, zweiflankengesteuert
Das Master-Slave FF oder auch zweiflankengesteuertes Flip Flop.

Einfach gesagt ist es aus zwei Taktgesteuerten RS-FF zusammen gesetzt.
Dadurch das dier Takt aber invertiert an das zweite RS-FF gegen wird, bekommt man eine Flankensteuerung.
Das heißt bei einer High(1) an Takteingang C werden der Zustand an den Eingangen S oder R im ersten RS-FF (Master) gespeichert.
Wenn dann Low(0) am Takteingang C kommt, wird vom ersten RS-FF (Master) in das zweite RS-FF (Slave) geschrieben und am Ausgängen Q und Q-Invertiert sichtbar.

Wie Bei den Normalen RS-FF, ist der Zustand High(1) an S und R gleichzeitig Unbestimmt und kann anfangen zu schwingen.

S
R
C
Q
__
S
R
C
Q
0
0
0
X
0
0
0->1->0
X
1
0
0
X
1
0
0->1->0
1
0
1
0
X
0
1
0->1->0
0
1
1
0
X
1
1
0->1->0
U
X = Gespeicherter Zustand
U = Unbestimmter Zustand, schwingt

Der aufbau:
Der Hellblaue Teil ist der Master Teil, der Dunkelblaue der Slave Teil.
Es ist nur zur Verdeutlichung auf verschiedenen Leiterplatinen aufgebaut.

Achtung:
Wenn ihr eine Platine mit dem Flip Flop kopiert, fangt das FF bei der Platzierung an zu Schwingen.
Dies liegt meiner Meinung nach am Spiel, denn es kann auch beim anlegen eines Signales und Taktes kein normaler Zustand herbeigeführt werden.
Ihr müsst Leider die Kreuzverbindung im ersten RS trennen und manchmal auch im zweiten RS, je nach anliegen Signal beim kopieren.
J-K Master-Slave FF, zweiflankengesteuert
Das J-K Master-Slave FF basiert auf den Master-Slave FF.
Bei den J-K wird die Eingange zusätzlich mit den Ausgängen verknüpft.

Das heißt die NANDs am Eingang haben 3 Eingänge und bekommen jeweils den andren Ausgang.
NAND 1: S & C & Q-Invertiert
NAND 2: R & C & Q

Durch diesen Aufbau wird bei einer High(1) an S und R der Zustand an Q und Q-Invertiert gewechselt.

S
R
C
Q
__
S
R
C
Q
0
0
0
X
0
0
0->1->0
X
1
0
0
X
1
0
0->1->0
1
0
1
0
X
0
1
0->1->0
0
1
1
0
X
1
1
0->1->0
W
X = Gespeicherter Zustand
W = Der Ausgang Wechselt den Zustand

Der Aufbau:
Der Hellblaue Teil ist der Master Teil, der Dunkelblaue der Slave Teil.
Es ist nur zur Verdeutlichung auf verschiedenen Leiterplatinen aufgebaut.

Achtung:
Wenn ihr eine Platine mit dem Flip Flop kopiert, fangt das FF bei der Platzierung an zu Schwingen.
Dies liegt meiner Meinung nach am Spiel, denn es kann auch beim anlegen eines Signales und Taktes kein normaler Zustand herbeigeführt werden.
Ihr müsst Leider die Kreuzverbindung im ersten RS trennen und manchmal auch im zweiten RS, je nach anliegen Signal beim kopieren.
Wechsler aus J-K Master-Slave, zweiflankengesteuert
Wenn man die Eingänge entfernt und die NANDs wider mit zwei Kontakten ausführt erhält man inen Wechsler.
Bei jeden Takt Signal an C wird der Zustand an Q und Q-Invertiert getauscht.

C
Q
0->1->0
0<->1

Der Aufbau:
Der Hellblaue Teil ist der Master Teil, der Dunkelblaue der Slave Teil.
Es ist nur zur Verdeutlichung auf verschiedenen Leiterplatinen aufgebaut.

Achtung:
Wenn ihr eine Platine mit dem Flip Flop kopiert, fangt das FF bei der Platzierung an zu Schwingen.
Dies liegt meiner Meinung nach am Spiel, denn es kann auch beim anlegen eines Signales und Taktes kein normaler Zustand herbeigeführt werden.
Ihr müsst Leider die Kreuzverbindung im ersten RS trennen und manchmal auch im zweiten RS, je nach anliegen Signal beim kopieren.
Zähler (Counter)
Der Zähler ist mein nächstes Projekt.

In Vorbereitung habe ich schon mal eine einfache 7 Segment Anzeige gebaut.
7 Segment Anzeige
Verzögerer (Delayer)
Es gibt eine Signalverzögerung im Spiel.
Er ist Einstellbar von 1 bis 30 und verzögert das Ankommen und das Gehen des Signals.
Man kann dies nicht trennen.
Das Spiel hat einen eigenen Grundtakt in dem es alles Verarbeitet.
Wenn der Verzögerer zum Beispiel auf 10 steht dauert es 10 Zyklen bis das Signal am Ausgang anliegt und wenn dann das Signal abfällt liegt es für weiter 10 Zyklen an bis es wider zur 0 wird.

Hinweis zum einstellen:
Der Signalverzögerung darf nicht aktiv ein, das heißt kein Signal anliegen und auch keins ausgeben.
Einfacher Taktgeber
Ein einfacher Taktgeber:

Er ist aus einen Zeitverzöger und einen Inverter zusammen gebaut.
Die Diode (Buffer) dient hierbei als Ausgang.
Durch dem Schalter lässt sich der Taktgeber Ein und aus Schalten.
Die Frequenz gibt der Verzögere vor.

Ihr müsst erst die eingehende Verbindung zum Zeitverzöger trennen um die Zeit neu einzustellen, da der Signalverzögerung (Delayer) nicht aktiv sein darf.
Einschaltverzögerer (TON)
Der Einschaltverzögerer braucht eine gewisse Zeit bis das Signal am Ausgang anliegt.
Wenn das Signal abfällt wird dieser wieder auf Null zurück gesetzt und das Signal muss erneut eine gewisse Zeit anliegen.

Solt das Signal nicht lang genug anliegen zum Durchschalten, wird der TON zurück gesetzt und die nötige Dauer beginnt beim nächsten Signal von neuem.

Aufbau:
Durch jedes paar Inverter erhöht sich die notwendige Zeit.

Der Aufbau ist ein Versuch und kann bei einer Frequenz nahe der nötigen Schaltzeit zu unvorhersehbaren zustanden führen.
Ausschaltverzögerer (TOF)
Der Ausschaltverzögerer leitet das Signal direkt durch.
Wenn das Signal abfällt wird es eine gewisse Zeit gehalten.

Sollte das Signal während der Haltung erneut kommen, wird die Zeit zurück gesetzt.
Wenn das Signal erneut abfällt startet die Zeit von neuem.

Aufbau:

Durch jedes paar Inverter erhöht sich die notwendige Zeit.
Der Aufbau ist ein Versuch und kann bei einer Frequenz nahe der Haltezeit zu unvorhersehbaren zustanden führen.
Oracle
IN
OUT
0
0
1
?
? = Zufällig eine 1 oder 0
Das Oracle ist ein im Spiel vorhandener Baustein, der ein Zufälliges Signal generiert kann.
Bei einem Signal am Eingang wird per Zufall ein Signal oder kein Signal am Ausgang ausgegeben.
Wenn kein Signal am Eingang anliegt, liegt auch immer am Ausgang kein Signal an.
In Arbeit und Änderungen im Guide
Kurze Auflistung was noch passieren wird in diesen Guide:
  • Einfügen von Zählern.
  • Einfügen von verschiedenen Timern.
  • Einfügen der Schaltverzögerung von Bausteinen.
  • Überarbeitung von Schaltungen, Bilder und Texten.
Das ist was ich im Moment geplant habe, es werden aber noch andere Projekte folgen.

Änderungen:

v1.1
  • eingüfen Version in Beschreibeung
  • Buffer in Fast Buffer umbennat (Update x0.90.1)
  • Neuer Buffer aus Update v0.90.1 eingefügt
  • TON eingefügt
  • TOF eingefügt
  • In Arbeit und Änderungen im Guide eingefügt
  • diverse Rechtschreibfehler korrigiert
Ende
Ein Grund warum ich das Schreibe ist, als ich das Spiel startete war ich erstmal an Überlegen und Probieren wie alles ging oder nochmal gebaut wird.
Ich hoffe das es bis jetzt schon mal Hilfreich ist und euch ein bisschen das Fragezeichen vertreibt.

Ich habe noch einen anderen Guide geschrieben:
7 Segment Anzeige
Dies habe ich geschrieben in Vorbereitung auf den Zähler Baustein, damit man auch was sieht.

Wer Anmerkungen hat oder Fehler sieht kann die gerne an mich schreiben.
5 Comments
Ecconia 21 Jan, 2024 @ 1:18pm 
Fät! :steamthumbsup:
Wenn de Bock hast, kannste noch Monostables hinzufügen (also Signalkürzer). Da gibt es AND+Inverter und Relay+Inverter. Finde ich sehr wichtig für alle Situationen.
no4ias 26 Oct, 2021 @ 12:55pm 
@Farnar. Danke dir! ist mir nicht aufgefallen. (Wer liest schon namen ;-) )
nochmal danke für dein Angebot. Ich notier mir deinen Name und schreibe dich bei einer (Wichtigen) Frage an. TY
Farnar  [author] 26 Oct, 2021 @ 9:56am 
Das erste hab ich nicht geschrieben, das war wer anders
no4ias 26 Oct, 2021 @ 1:39am 
Das ist ein super nettes Angebot.
ich würde auch davon Gebrauch machen.
Dann habe ich deine erste Antwort falsch interpretiert, sry!
Ich hab es gelesen als müsse jeder wissen wie diese funktionieren.
Sry nochmal.
Leider habe ich in der Vergangenheit ein solches "Spiel/Programm" gesucht, das mir das Thema etwas näher bringt. Habe leider aber nie eins gefunden. Zum glück hat sich das mit "Logic Wolrd" geändert. Habe zwar schon etwas rum probiert, aber deine "Hilfestellung" kam da genau richtig.


Danke im voraus und grüße
tr4x
Farnar  [author] 25 Oct, 2021 @ 12:38pm 
Wenn du fragen hast zu Schaltungen kann ich dir die gerne genauer erklären, ich wollte aber vorerst nicht super ins Detail gehen.