Calliope mini - Spaß durch Programmieren

logische Grundschaltungen

Ziel: Es sollen mit Hilfe von NAND-Funktionen die logischen Funktionen NOT, AND, OR und EXOR realisiert werden.

Für die NOT-Funktion werden die beiden Anschlüsse des NAND zusammengelegt. Am Ausgang Y steht immer das negierte Signal von A zur Verfügung.

Calliope mini-NAND
Calliope mini-NAND
Schaltzeichen der NOT-Schaltung

Die NAND-Funktion im OpeneRobertaLab wird zusammengefaltet.

Calliope mini-logische Schaltung

Die AND-Funktion wird durch eine NAND-Funktion mit nachfolgender Negation realisiert. Wenn alles richtig programmiert wurde, erhält man die folgende Wahrheitstabelle:

A B Y
0 0 0
1 0 0
0 1 0
1 1 1
Calliope mini-logische Schaltung
AND-Schaltung aus NANG-Gattern
Calliope mini-logische Schaltung
Schaltzeichen der AND-Schaltung

Die OR-Funktion negiert die beiden Eingänge und verknüpft die beiden Ausgänge der Negatoren über eine NAND-Schaltung. Wenn alles richtig programmiert wurde, erhält man die folgende Wahrheitstabelle:

A B Y
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 1
Calliope mini-logische Schaltung
OR-Schaltung aus NANG-Gattern
Calliope mini-logische Schaltung
Schaltzeichen der OR-Schaltung

Die OR-Funktion arbeitet nicht wirklich gut: Der Ausgang Y soll 1 sein, wenn A oder B 1 sind. Im letzten Fall der Wahrheitstabelle sind beide Eingänge 1. Dann sollte die Funktion aber wieder eine 0 liefern.

Das Schaltbild realisiert die EXOR-Funktion. Sie lässt sich mit der NAND-Funktion im Calliope mini nachbauen. Dabei sollte man beim Zusammenstellen der Blöcke von rechts im Schaltbild anfangen.

A B Y
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 0
Calliope mini-NAND
Schaltbild
Calliope mini-logische Schaltung
Schaltzeichen der EXOR-Schaltung

Da die XOR-Funktion im folgenden Schritt mehrmals benötigt wird, legt man sie wieder in eine Funktion. Das eigentliche Hauptprogramm ruft diese Funktion mit den beiden Eingabewerten A und B auf und die Funktion liefert das entsprechende Ergebnis zurück.

Die XOR-Funktion ruft also vier mal die NAND-Funktion auf, die wiederum die übergebenen Werte verknüpft. Wenn die Funktionen ordentlich funktionieren, können sie zusammengefaltet werden (mit rechts anklicken: Block zusammenfalten). Dann liegen die Funktionen nur noch als grüner Balken da und machen das Programm spürbar übersichtlicher.

Im nächsten Schritt wird mit der XOR-Funktion addiert.

Calliope mini-logische Schaltung

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