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.
Schaltzeichen der NOT-Schaltung
Die NAND-Funktion im OpenRobertaLab wird zusammengefaltet.
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 |
AND-Schaltung aus NANG-Gattern
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 |
Damit wird die NAND-Funktion insgesamt drei Mal aufgerufen.
OR-Schaltung aus NANG-Gattern
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 XOR-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 |
Schaltbild
Schaltzeichen der XOR-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.
Für die NOT-Funktion werden die beiden Anschlüsse des NAND zusammengelegt. Am Ausgang Y steht immer das negierte Signal von A zur Verfügung.
Schaltzeichen der NOT-Schaltung
Die NAND-Funktion im OpenRobertaLab wird zusammengefaltet.
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 |
AND-Schaltung aus NANG-Gattern
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 |
Damit wird die NAND-Funktion insgesamt drei Mal aufgerufen.
OR-Schaltung aus NANG-Gattern
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 XOR-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 |
Schaltbild
Schaltzeichen der XOR-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 verbergen). Dann liegen die Funktionen nur noch als blauer Balken da und machen das Programm spürbar übersichtlicher.
Im nächsten Schritt wird mit der XOR-Funktion addiert.
