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Logisim - Grundlagen - 10.08.2011

In diesem Tutorial wird das Programm Logisim, mit welchem man am Computer logische Schaltungen simulieren kann vorgestellt und es werden einige Grundlagen im Umgang damit vermittelt. Außerdem wird gezeigt, wie man damit eine XOR-Schaltung konstruieren kann.

In Videoform

Das Fenster

Nachdem wir das Programm heruntergeladen haben, können wir es ohne Installation starten. Das Fenster der Anwendung teilt sich in drei Bereiche. Die große Fläche unten rechts ist der Arbeitsbereich, der Teil oben links ist das Übersichtsfenster und darunter liegt die Attributtabelle. Ganz oben finden sich die Menü- und die Werkzeugleiste. Wir werden uns zunächst nur mit dem Arbeitsbereich und der Werkzeugleiste beschäftigen. das Fenster von Logisim

Die Werkzeugleiste

Beschäftigen wir uns erst einmal mit den Pins und Gattern, die wir in der Werkzeugleiste finden. Wir klicken auf den ersten Pin (er ist Quadratisch und hat einen grünen Kreis in der Mitte) aus der Werkzeugleiste. Nun klicken wir an eine beliebige Stelle im Arbeitsbereich, um dort einen solchen Pin zu erstellen. Das gleiche machen wir mit dem zweiten Pin, der sich in der Werkzeugleiste findet (rundes Symbol). Immer wenn wir ein Element hinzufügen, landen wir automatisch im Modus zum "Bearbeiten von Auswahlen und Zeichnen von Leitungen". Das erkennen wir daran, dass das Mauszeigersymbol in der Werkzeugleiste ausgewählt ist. Wir können nun die beiden Pins durch eine Leitung verbinden, indem wir auf den grünen Punkt (er wird eingekreist wenn man darüber fährt) am ersten Pin klicken, die Maustaste gedrückt halten, zum blauen Punkt des anderen Pins gehen und schließlich die Maustaste loslassen. Nun ist der zweite Pin nicht mehr blau, sondern grün. An der 0 im ersten Pin sehen wir allerdings, dass der Strom ausgeschaltet ist. Das können wir ändern, indem wir auf die Hand in der Werkzeugleiste und dann auf den Pin klicken. Jetzt trägt er eine 1, die Leitung hat sich hellgrün gefärbt und auch der zweite Pin hat eine 1 bekommen.

Inverter und Gatter

Hinter den Pins findet sich in der Werkzeugleiste der Inverter. Sein Symbol ist ein Dreieck mit einem kleinen Kreis an der Spitze auf der rechten Seite. Um ihn auszuprobieren, entfernen wir als erstes die gerade erstellte Leitung. Man kann in Logisim Bauteile entfernen indem man sie markiert und dann die Entfernen- oder die Backspace-Taste drückt oder mit der rechten Maustaste darauf und dann auf den entsprechenden Kontextmenüeintrag klickt. Nun fügen wir den Inverter wie eben schon die Pins ein und ziehen Leitungen vom ersten Pin zum vorderen Anschluss des Inverters und von seinem zweiten Anschluss zum zweiten Pin. Wenn wir nun zum anderen Modus wechseln und den Strom ein- und ausschalten, sehen wir, dass der Inverter immer 1 ausgibt, wenn 0 eingagangen ist und 0 ausgibt, wenn 1 eingegangen ist, den Wert also invertiert. Entfernen wir den Inverter nun wieder und probieren das AND-Gatter aus. Das macht allerdings nur Sinn, wenn man zwei eingehende Pins hat, also erstellen wir einen weiteren der ersten Sort und verbinden die Pins mit dem Gatter. Hier werden wir festellen, dass nur 1 weitergegeben wird, wenn alle eingehenden Pins 1 liefern. Beim nächsten Teil, dem OR-Gatter werden wir sehen, dass 1 ausgegeben wird, wenn mindestens ein Eingang 1 geliefert hat.

Eine Beispielschaltung: XOR

Als Beispiel werden wir zum Schluss noch eine XOR-Schaltung bauen. Diese soll immer dann 1 weitergeben, wenn genau einer der eingehenden Werte 1 liefert. eine XOR-Schaltung in Logisim Dazu erstellen wir zunächst zwei Pins von der ersten Sorte, verbinden diese dann mit jeweils einem Inverter und diesen dann mit jeweils einem AND-Gatter. Nun ziehen wir jeweils eine Verbindung von den Verbindung zwischen Pin und Inverter direkt zum jeweils anderen AND-Gatter. Dann schließen wir die beiden AND-Gatter an ein OR-Gatter an und dieses wird dann an einen Pin der zweiten Sorte angeschlossen. Wenn wir die Schaltung nun ausprobieren, sollte sie immer dann 1 liefern, wenn genau ein Eingang auf 1 ist. Wenn wir wollen, können wir die Schaltung noch beschriften, indem wir auf das Textsymbol in der Werkzeugleiste und dann an die gewünschte Stelle auf der Arbeitsfläche klicken und den gewünschten Text eingeben. Wir können auch auf ein beliebiges Bauelement klicken, damit dieses seine Beschriftung mitnimmt wenn man es verschiebt. Zum Schluss haben wir die Möglichkeit die Schaltung mit Datei >> Speichern unter... zu speichern.

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