泰拉瑞亞專家難度福袋禁裝怎么獲得(泰拉瑞亞專家模式獎勵袋)
2023-03-25
更新時間:2023-03-25 21:17:03作者:佚名
泰拉瑞亞中的電路復雜多樣,其中的邏輯電路許多萌新或許都沒接觸過,那么小編今天就給大家?guī)砹擞赏婕?ldquo;Similarv”整理分享的泰拉瑞亞邏輯電路的詳細教程,想學習這種高端電路的小伙伴們趕緊過來學習學習吧。
邏輯電路的詳細教程
主要介紹1.3.1.1更新版本中的各個邏輯門的使用方法,直到如何制作自動計數器。
詳細的教材可參照大學教材《數字電子技術》。
本帖主要是為了給為了使用電路裝比的萌新指明前路。
邏輯門功能簡述
首先,是邏輯門的功能:
1.關于邏輯開關
我個人習慣把這兩個被翻譯為“邏輯燈”的東西稱為邏輯開關。
邏輯開關是可以相互轉化的,不過為了方便連接電路,最好“開”和“關”都準備一些。
邏輯開關可以通過其他開關來控制“開”或者'關"的狀態(tài)。
2.何為“與”,何為“或”
這里有個巧妙的記法:與(and)是乘法,或(or)是加法。
與是所有開關都打開才會啟動。
就像1x1x……=1,只要有一個因子變成0,那就會變成0x1x……=0,都不會啟動。
或是只要有一個開關啟動就能啟動。
就像0+0+0+……=0,一旦有其中一個變成1,那就會變成1+0+……=1.立即啟動。
(邏輯中,非0即1,只要不是0就把他當做1來看)。
(在邏輯里,只有是否之分,即1和0)。
至于與非、或非,那就是與的相反、或的相反。
一樣的連接方式,如果“與”得到1,那“與非”就得到0;如果“與”得到0,那“與非'就得到1。
?。?ldquo;或”和“或非”的圖)。
3.何為“異或”? 何為“同或”?
怎么說好呢,泰拉瑞亞的“異或”似乎和我理解的異或有出入。
泰拉瑞亞里的異或門是:有且僅有一個邏輯開關為1時,啟動。
如圖:
同或門依然是異或門的相反。
總之,泰拉瑞亞的異或和同或,最好不要接3個或者3個以上的邏輯開關。
正常情況下,使用2個邏輯開關控制異或門和同或門,是完全正常的。
在開始講解之前,有一個細節(jié)需要諸位注意,那就是開關的啟動關閉的自定義問題。
比如請對比下圖中左右電路的區(qū)別:
區(qū)別在哪呢?左邊的電路定義——向右撥動開燈;而右邊的電路定義——向左撥動開燈。
再看下面兩幅圖:
和上面差不多的問題,是開關的自定義的問題。
有人可能會說,這有什么大不了的,不還是撥動開關控制開關燈嘛!
可是,如果你要做的電路如果復雜起來時,你可能就被你自己坑慘了。
比如我只要稍微這樣:
明明上面的連接方式一模一樣,可是左邊的邏輯開關打開了,右邊的邏輯開關卻關上了。
這就是沒有好好的自定義開關導致的閱讀困難。
為了方便大家閱讀自己做的組合電路,我建議大家這樣做:
1.統(tǒng)一定義開關的方向。
比如這樣,在電路里,統(tǒng)一認定左撥為開,右撥為關。(開關開關,左開右關~)
2.上一級邏輯門輸出,如果要連接下一級的邏輯開關來作為后者的輸入的話。務必要記清楚到底是“上級啟動下級開”還是“上級啟動下級關”。
如果擔心記不清楚,那還是統(tǒng)一按照“上級啟動下級開'來設置吧。
比如這樣:
(a:上級輸出是關,下級輸入也是關)
(b:上級輸出是開,下級輸入也是開)
如果想要上級輸出是開(關)時,讓下級輸入關(開),但自己的理解又不困難,那也有辦法:在兩者中間,接入一個與非門取反即可~如上圖的c和d所示。
上面雖然是很小的問題,但是差之絲毫都有可能毀掉你的電路。
那么下面開始教大家,如何設計任意的組合邏輯電路。
1.何為組合邏輯電路
組合邏輯電路是:任何時刻的輸出,僅由此刻的輸入來決定的邏輯電路。
比如下面這幅圖就是一個組合邏輯電路,a和b是輸入,y是輸出。
進一步分析可知,y=a·b,即a和b都為1時,y才為1。
上面的“y=a·b”叫邏輯式或者邏輯函數【就像數學的y=f(a,b……)一樣】,是表示輸出和輸入的關系的式子,任何組合邏輯電路都可以用邏輯式來表達。
再看下面這幅圖:
可以看到,a開b關時,y才會亮。
這里我們可以記為y=a·b'。注意b’這里的單引號,這是表示“b非”的意思。
【當b=0時,b‘=1;即a=1且b=0時y才等于1】
2.用“與或式”表示任何的組合邏輯電路
假設電路有n個開關控制,每個開關都有0和1兩種情況,那么所有可能出現的輸入情況有2的n次方種。
比如說,有2個開關,那就有“00,01,10,11”【另一種記法是a’b',a'b,ab',ab】,共4種(2的2次方)可能出現的輸入。
如果有3個開關,那就有“000,001,010,011,100,101,110,111”,共8種(2的3次方)可能出現的輸入。
然后,輸出為1的結果肯定在這里面挑啊!有幾個就挑幾個出來嘛!然后把他們加(+,or,或)起來不就行了嘛。
比如我希望有個監(jiān)視交通信號燈有沒有正常工作的電路:abc代表紅綠黃燈,是輸入,y是輸出(交通燈正常工作y輸出為1,不正常工作y輸出為0)。
那么我們分析知道:只有ab'c',a'bc',a'b'c這3種情況是正常的,其他情況都是不正常的。
于是有y=ab'c'+a'bc'+a'b'c的邏輯式。
看不懂上面這段話么?多看幾次吧。
類似于y=ab'c'+a'bc'+a'b'c這樣的式子,先用“與”將各個輸入端并接,再用“或”將這些結果加起來,就叫與或式。
那么,我們還是用上面的例子做講解,所謂的“與或式”。
如圖:這就是所謂的y=ab'c'+a'bc'+a'b'c
左上角是電路的實際連法,右邊是對應的電路圖。
一定要學會看懂我的電路圖啊,不然后面就沒法學了。
【打了黑點的交叉處是連在一起的,沒打黑點的交叉處是錯開的】
現在大家先把目光放到左下角的表格那里:
表格左邊,列出了所有的開關的可能的組合情況,因為有3個開關所以有8種組合方式,沒錯吧?
再回憶題目的要求:3個紅綠燈正常使用時輸出為1,什么時候算正常使用呢?
肯定只能亮一個燈才對吧!紅燈黃燈一起亮肯定是不正常的。
那么正常情況就是001,010,100這3種情況了,這3種情況下y都是1,其他情況下y為0。
把這3種情況加起來就得到了邏輯關系式y(tǒng)=ab'c'+a'bc'+a'b'c了。
加幾個2級管,這樣希望你們能理解所謂的紅綠燈正常使用【啊黃燈變藍燈了,不要在意細節(jié)嘛】。
100【ab'c'】的情況,火把y亮了,其他情況我就不一一列舉了。
現在看這個,最重要的部分就是中間3個與門和下面一個或門了,這也是“與或式”的表現形式了。
有人會說,上面這圖中還有3個非門啊,可是你的連接圖里我沒看到。
這個問題問得好啊,來給你們看看完整的正常的圖。
給你們看從001到111的剩下7種情況吧。
1:
2:
3:
4:
5:
6:
7:
那么我來解釋一下,明明功能一樣,可是上面的連線復雜程度卻不一樣的原因。
在這張圖里,我已經默認設定紅燈開關打開時,紅圈中的邏輯開關會關閉,橙圈中的邏輯開關會打開,所以不需要像上面再加額外的非門了,不過這樣連的話務必要有扎實的功底呀。
如果想要設計好電路,應當對自己的電路有清晰的理解。
總結:與非門可以制作任意類型的組合邏輯電路。步驟如下:
1,列輸入表:將所有的輸入開關的情況列成表格【如上面的表格所示】。
2,確定輸出:按照自己的想法或者題目的要求,選擇哪些輸入情況可以讓輸出為1【比如上面的100,010,001是符合要求的,應該讓y為1】,哪些輸入會讓輸出為0,把表格填好。
3,列出與或式?!颈热缟厦娴膟=ab'c'+a'bc'+a'b'c】
4,按照與或式,給實際連接打草稿【比如上面的電路圖,熟悉之后可以跳過這一步】
5,連接,檢查,驗收。
組合邏輯電路,編碼器和譯碼器
什么叫編碼器什么叫譯碼器,這里有個表格,大家先看一看吧。
1.編碼器
編碼器是將其他代碼變成二進制代碼的邏輯電路。
這里將以2位二進制數編碼器作為實例來講解。
2位的二進制數可以表示00,01,10,11這4個數,這個編碼器的功能如下圖:
我們還是按照上面的方法,做出相應的輸入輸出表,打草稿,然后連線,完成電路。
還有寫邏輯關系式,這里y1=a2+a3,y0=a1+a3。
這就是最后的結果啦,因為我們的輸出只有4種組合,為了保證精確的編碼,輸入的組合也應該只有4種,其他的輸入情況的不允許出現的。
這也是是這個電路的缺點,為了彌補這個缺點我們還有“優(yōu)先編碼器”的方案,不過這個作為課外的知識了,有興趣的同學可以自己查閱相關資料來學習。
2.譯碼器-普通譯碼器
這里用3線-8線譯碼器做講解。
所謂3線-8線譯碼器是一個能夠將3位二進制數分解為8鐘信號的電路。
相當于編碼的逆過程,類似于把二進制代碼變成十進制的信號。
真值表和邏輯關系式子如下:
對了!大家不要覺得上面那個表有多復雜,我只是吧所有的輸出項寫到一起了,如果你們覺得閱讀困難,可以像這樣,在閱讀任何一個輸出(比如上面的y5)時,把其他的輸出遮住。這樣看就變成這樣:
一目了然了對不對!
由我們的邏輯關系式子,得到電路圖:
連好電路之后,就大功告成了!
3.譯碼器-7段顯示譯碼器
這就是重點中的重點了!裝比的話它是必不可少的!
先來解釋一下。什么是7段顯示譯碼器。
大家應該戴過電子手表吧?沒戴過也總該見過吧?
電子手表上面顯示的數字,是用7段短線來表示的。
這7段短線我們現在來給他編個號,來方便我們的進一步說明,先順時針畫個圈,標上abcdef,最后中間的短線標記g。
現在羅列從0到9的顯示分配。因為這里很重要,所以我會講的很詳細的。希望大家要學會哦。
因為可以顯示至少10個數字,輸入的二進制數至少要有4位,這樣才能保證滿足要求。
如果只有3位的二進制數,從000到111總共,才8個,是不足以表示從0到9這10個數字的。
輸入端有4位二進制數(4個開關)的話,從0000到1111,有16個數字,足以滿足要求,那么我們取前10個來進行設置。
那么,老規(guī)矩,列表。
表格如下:
下一步是列式,稍微有些麻煩的一步。
計算過程省略,你們不會想看的。
那么,這就是邏輯關系式:
有了關系式,下一步就是接線路了。
那么現在來解釋一下電路圖。
左邊4個按鈕是4個開關,也就是輸入二進制代碼的地方。
在后續(xù)的電路中,這4個開關將被其他電線取代,當然這是后話了。
因為依舊是“與或式”的形式,所以電路里依然有很多 與門 、 或門 。
7個或門的輸出口就是相對應的abcdefg共7個輸出端,把他們按照約定好的形狀連接到顯示屏上,就得到了我們的“7段顯示譯碼器”。
最后,我們來驗證一下電路的準確性與否。
0000:
0001:
0010:
0011:
0100:
0101:
0110:
0111:
1000:
1001:
1010(不亮了,從1010到1111都是全黑的狀態(tài),就放一個就行了):
D鎖存器
前面所講的組合邏輯電路有個特點,就是任何時候的輸出僅僅只由同一時刻的輸入所決定,而我們接下來涉及的時序邏輯電路呢,可不僅僅是那么簡單了。
它的輸出不但由輸入量控制,而且與它在上一個時刻的輸出有關。
【至于所謂的“上一個時刻”到底是什么時刻這里我們先不管】。
時序邏輯電路最重要的組成部分是觸發(fā)器,觸發(fā)器有很多種,我們就介紹比較普遍的D觸發(fā)器即可。
為了深入了解觸發(fā)器,我們從構成觸發(fā)器的鎖存器開始介紹咯。
1:用與非門構成的SR鎖存器
鎖存器是何許人物也?
鎖存器是能保存上一刻的輸入的一個小電路。
怎么保存呢?基本思路就是:把輸出端口想辦法連回輸入端口就ok啦。
那么基本思路就是這樣:
在此基礎上,用與非門構成的SR鎖存器橫空出世了。
這個電路僅僅由兩個與非門構成,是相當的簡單的。
如圖所示:
至于為什么用SR這個名稱,因為這兩端各有置一(set)的功能和清零(reset)的功能。
現在來分析這個電路。
為了讓說明清楚些,我將上一刻的輸出記為Q,此刻的輸出記為Q*。
這個電路不外乎以下4種情況:
先看前三種,我們一步步分析。
接下來就是最重要的第四種情況了,Q*=Q的情況,此時Q*=Q。
最后我們有如下的功能表給大家作參考:
2.D鎖存器
上面的sr鎖存器有個缺陷,就是當s和r同時由0變成1的時候,輸出端Q會發(fā)生什么,難以預測。
總之,為了以防萬一,S和R同時為0的情況還是不要出現了,反正留著沒什么用。
D鎖存器就是為了阻止S和R同時為0的情況而出現而設立的鎖存器。
電路圖如下,在SR鎖存器的基礎上,加了兩個與非門。
順帶一題,與非門在電路實際應用里的作用實在是太重要了,給我與非門,我可以連出任何電路?;厝グ雅c非門的功能表好好記住吧。
單獨分析左邊的,情況:
最后,因為S端和R端已經被隱藏在電路里了,已經不是輸入端和輸出端口了,我們就沒必要寫出他的表格了
最后的D鎖存器功能表如下。
接下來的教程里,凡是用到D鎖存器的地方我不會再把各種門電路強出的畫出來,而是用左下角的簡圖代替,希望大家諒解。
這里放個D鎖存器的連接圖吧:
D觸發(fā)器
1.波形圖
在介紹觸發(fā)器之前呢,我想先給大家普及一下波形圖的概念。
波形圖就是表示電路上面某個點的電壓隨時間改變的坐標圖。
如下所示:
同時,現在我們用高電壓表示該點在此時為1,低電壓表示該點在此時為0。
2.D觸發(fā)器
用兩個D鎖存器這樣連,就有了D觸發(fā)器。
D觸發(fā)器的功能:
D觸發(fā)器是由D鎖存器構成的,D鎖存器的功能還記得么?
D鎖存器在Clk=1的這段時間里,D輸入端怎么變,輸出端Q就怎么變。
但是,一般我們更樂意看到,在Clk由0變1又由1變回0的這個周期里,輸出Q頂多只能變一次。
一個周期變一次是我們人為的一種要求,D觸發(fā)器便是為了滿足這種要求而誕生的。
在一樣的情況下,D觸發(fā)器的波形圖是這樣的。
這是上圖D觸發(fā)器的功能表:
D觸發(fā)器不僅僅只有沿下降沿觸發(fā)的,還有沿上升沿觸發(fā)的,兩者的區(qū)別只在那個非門的位置。
如圖:
但是,一樣的情況下,上升沿觸發(fā)的結果和下降沿觸發(fā)的結果可能會截然不同,這點要注意。
比如看下圖:
我們來分析一下為什么觸發(fā)器每個CLK周期最多只改變一次吧。
分析步驟如下圖:
由于上圖有一部分不清楚,下圖是補充:
計數器入門
1.從狀態(tài)轉換圖和狀態(tài)轉換表說起
狀態(tài)轉換圖表是用來表示時序邏輯電路的變換方向的圖表。
比如某個3進制計數器的轉態(tài)轉換圖是這樣的:
所謂3進制計數器就是滿3進一的計數器,于是我們可以用二進制的00,01,10表示這3位,并給首位取名為Q1,次位取名Q0來表示,Q1Q0經過00,01,10的循環(huán),循環(huán)到3位的時候進一。
這里進一就是向外部輸出1了,我們把輸出用Y表示,把它寫在圈圈外面。
【Y的上面有個/,一般/的左邊是輸入,右邊是輸出,因為這里沒有輸入所以/的左邊是空的】
那么,Q1Q0的循環(huán)圖就這樣畫好了,可是萬一電路不小心出現了Q1Q0=11況,循環(huán)就無法進行了,為了讓它回到正常的狀態(tài),我們讓11這個情況出現時讓它繼續(xù)轉成00或者01或者10這3種之中的任意一種即可。
這是狀態(tài)轉換表,和以前的輸入輸出表是不是很像。
接下來用D觸發(fā)器來連接這個3進制計數器吧,我們先從簡單的慢慢過度到復雜的。
回憶一下D觸發(fā)器的功能:
當clk的信號到達時,輸出Q*=D
簡單來說就是clk信號來了的時候,輸入了啥,就輸出啥。
那么現在看回上面的信號轉換表,我們就可以列出Q1*Q0*的方程了:
Q1*=Q1'Q0
Q0*=Q1'Q0'
至于y的方程我們先不管了,畢竟現在先搞清楚Q1和Q0才是最重要的。
注意這里Q1*表示的是Q1的次態(tài),而Q1‘表示的是Q1=0的意思。
有了狀態(tài)方程之后,電路也很好連接了。
2.用D觸發(fā)器表示已知狀態(tài)方程的計數器
為了表示方便一下,D觸發(fā)器的圖我們現在這樣來畫:
現在開始展示連接的方式。
第一步:用兩個觸發(fā)器,這樣子擺好:
左邊就叫D觸發(fā)器0號,右邊是1號。
為了裝比我也連個實際的出來:
左邊0號,右邊1號。
第二步;根據剛才的狀態(tài)方程,把電路接好:
剛剛我們有Q1*=Q1’Q0,又因為Q1*=D1,所以D1=Q1’Q0
那就接吧:
第3步: 設置好clk端。
你可以用一個踏板來代表clk【踩一次觸發(fā)一次】。
也可以用開關之類的。
或者用一個1秒3秒5秒定時器【每1/3/5秒觸發(fā)一次】。
我們用一個開關來代表clk。
最后在放兩張圖。
十進制的循環(huán)表:
然后把電路接好就成,最后是把它接到我之前連好的譯碼器上面就大功告成了。
到了這里這篇攻略就結束了,想要了解該游戲的更多資訊與玩法可以點擊下方的泰拉瑞亞專題了解,那小編就要和大家說再見了,我們下一篇攻略再見哦,拜拜!