logisim_begin

[!AI_SUMMARY]-

Logisim 是一款用于学习计算机系统和数字逻辑电路的软件。

电线： 不同颜色的电线代表不同的含义。

引脚： 可以添加输入 / 输出引脚，并改变数据位宽和输入值。

Wiring 工具： 包括探针、常量、隧道、分线器等，用于信号传输和处理。

MUX（多路选择器）： 根据选择端信号选择输入端口。

Register（寄存器）： 用于存储数据。

自定义封装电路： 可以创建自己的电路模块。

对于每一位学习计算机系统或者数字逻辑电路的 zjuer，logisim 是必须使用的，下面将较为详细地介绍其使用方法。

[!PREREQUISITE]

安装 logisim-evolution 并学会启动

清楚基本的概念，如引脚、反相器及对应图标，线路连接原理

[!ENV]

logisim-evolution-3.8.0-all.jar

[!TIP]

File => Prefence => Language => cn/cn 可以设置中文

但是不是很建议。

基本使用可以先看 Logisim 教程

电线 ¶

下面是电线颜色代表含义

引脚 ¶

引脚的添加 ¶

下面是输入引脚（输出引脚同理）添加步骤：（椭圆表示起始步骤，下同）

引脚的使用 ¶

我们可以看到，可以改变数据位宽 (data bits)，通过“手指”可以点击改变输入 0/1

引脚内部数字的排列顺序与二进制相同，我们亦可以说图中输入的是 3'b010（即立即数） 立即数线路数组¶

立即数数组由三部分组成 :imm = LEN ' BASE NUM

第一部分 LEN 是立即数的线路长度，LEN=3 表示立即数大小为 3 位线路

第二部分 BASE 表示立即数的进制，b、d、h 分别表示二进制、十进制、十六进制

第三部分 NUM 是对应立即数的值，必须和 BASE 指示的进制相对应，例如 4'b98 就是非法的

将立即数转化为电路的方法如下： 1. 将立即数转换为二进制的 01 串，如果 01 串位数少于 LEN 则在前面补 0，如果大于 LEN 则高位截断

立即数的 0 表示该线路的输入是 GND，立即数是 1 表示该线路输入是 VCC

立即数的 01 串从低位到高位依次是 IMM[0], IMM[1], ..., IMM[LEN-1]

3'b01 // 3'b001 
6'd67 // 6'b1000011 -> 6'b000011 
16'h1234 // 16'b0001001000110100

改变输入引脚的输入后，可以发现线路颜色变了，那么就可以尝试遍历不同的输入观察输出了！

tips:

想改变引脚朝向？选中引脚后上下左右方向键即可！
双击引脚可以命名哦，这对于导出电路非常重要（注意字母大小写！）

Wiring 工具 ¶

页面上直接能看见的工具我们不再讲解，来看看 Wiring 中的工具

probe（探针）¶

获得线路信号

不过其实用“手指”点线路就能看到信号，探针适用于需要观察多条线路信号

Constant（常量）¶

顾名思义，当我们想要一个（局部）唯一的输入时使用，同样可以改变位宽、值

注意，值 Value 使用 16 进制表示

Tunnel（隧道）¶

隧道起到一个传输信号的作用，同名隧道代表同一个值

splitter（分线器）¶

我们常需要将位宽合并，直接相连是不可行的

分线器就是用于将信号分路 / 合并的

注意调设位宽等，小数字暗示了输出位置

也可以用于截取信号，左侧面板调节每个口的信号源

其他 wiring 工具我们在后面遇到再进行讲解

MUX（多路选择器）¶

多路选择器 ¶（Multiplexer）在复用器 Plexers 中

如图，select bits ( 记为 n) 代表选择端信号的位数，输入端口数即为 \(2^{n}\) ；

data bits 即数据位宽，要求输入端（每一个）、多路选择器、输出端一致

在图中，由上至下依次为 \(0,1,2\dots 2^{n}-1\) 接口，选择端的输入即表示选择几号接口的输入

Register（寄存器）¶

(To be continue)

自定义封装电路 ¶