Введение
В мире, где технологии развиваются настолько быстро, что трудно угнаться за ними, симулятор цифровой логики становится всё более важным инструментом для проектирования и отладки цифровых схем, а также получения навыков составления логических схем. Симулятор цифровой логики позволяет создавать и тестировать электронные устройства без необходимости физического создания прототипов. Это приводит к экономии времени и денег при проектировании.
Что такое симулятор цифровой логики?
Симулятор цифровой логики представляет собой компьютерную программу, которая позволяет моделировать работу цифровых электронных устройств.
В качестве такого симулятора цифровой логики рассмотрим симулятор Digital Logic Sim, разработанный Себастьяном Лагом https://sebastian.itch.io/digital-logic-sim как инструмент визуализации для своей серии видеороликов.
Digital Logic Sim: особенности
Digital Logic Sim представляет собой средство проектирования цифровых логических схем, которое позволяет создавать и моделировать как простые, так и сложные логические системы.
Digital Logic Sim обладает простым и интуитивно понятным интерфейсом, что делает его удобным для использования как начинающими, так и опытными разработчиками.
Как использовать Digital Logic Sim?
В Digital Logic Sim изначально доступны только логические элементы AND
(логическая конъюнкция) и NOT (логическое отрицание). Из этих двух элементов можно построить любые другие алгебры логики.
Для того, чтобы составить логическую схему в симуляторе цифровой логики Digital Logic Sim необходимо:
1) Из нижней панели кликнуть на требуемый логический элемент и переместить на рабочее поле. Чтобы создать несколько элементов сразу необходимо нажать на логический элемент необходимое количество раз.
2) Кликнуть на левую панель, чтобы добавить вход. Нажимая на "+" или "-", можно увеличить или уменьшить число входов в текущей группе. Выходы добавляются также, работая с правой панелью (входам и выходам можно присвоить название, которое не будет отображаться на рабочей панели).
3) Соединить элементы вместе, нажав на черную точку (pin), чтобы начать создавать узел. Затем нажать на другую черную точку, чтобы завершить подключение.
Примеры составления логической схемы в Digital Logic Sim
Приведём пример составления логической схемы в Digital Logic Sim:
Для этого необходимо:
1. Выбрать необходимый логический элемент из нижней панели и добавить на рабочую область.
2. Добавить входы и выходы в левой и правой части панели. Нажимать на круги в левой панели, чтобы переключать на истину или ложь (красный круг – истина, черный круг – ложь).
3. Соединить элементы.
4. На рисунке ниже представлены результаты для различных наборов входных значений логических элементов: AND и NOT.
Для закрепления знаний о логических элементах, которые возможно реализовать в логическом симуляторе цифровой логики Digital Logic Sim, предлагается выполнить следующие упражнения, подготовленные в среде Learning apps:
Ещё одно интересное упражнение 2 в среде Learning apps : https://learningapps.org/watch?v=pe372jxj523.
Упражнение 3 в среде Learning apps по типу "memory":
Ещё вариант Упражнения 4, подготовленное в среде Learning apps:
По ссылке представлено Упражнение 5 в среде Learning apps на знание симулятора цифровой логики Digital Logic Sim и логических элементов:
По ссылке представлено Упражнение 6 в среде Learning apps на знание симулятора цифровой логики Digital Logic Sim и логических элементов:
Примеры использования Digital Logic Sim
Приведём несколько примеров использования симулятора цифровой логики Digital Logic Sim:
Одним из примеров использования Digital Logic Sim является создание цифровых схем для устройств IoT. С помощью симулятора цифровой логики Digital Logic Sim можно быстро и эффективно разработать функциональную схему, которая будет работать на микроконтроллере.
Еще один пример использования Digital Logic Sim - это моделирование работы процессора и отладка кода на этапе разработки. С помощью данного инструмента можно выявить ошибки в работе процессора и исправить их до запуска на реальном оборудовании.
Далее приведём несколько видео, отражающих, какие практические задачи можно решать с использованием симулятора цифровой логики Digital Logic Sim:
Digital Logic Sim: составление логических схем для логических операций OR, XOR и полинома Жегалкина -
Digital Logic Sim: построение логической формулы в виде совершенной дизъюнктивной нормальной формы -
Digital Logic Sim: построение логической формулы в виде совершенной конъюнктивной нормальной формы -
Digital Logic Sim: построение логической формулы в виде совершенной конъюнктивной нормальной формы -
В качестве комментария приведите ссылку на своё Упражнение в среде Learning apps по знанию алгебры логики или симулятора цифровой логики Digital Logic Sim.
