Logisim安装与使用教程-洪萨配资

如何安装

官网直接下载exe文件：Logisim download | SourceForge.net

下载好点开运行就好了

使用教程

Logisim是一款专为数字逻辑电路教学设计的仿真工具，界面直观，操作简单，非常适合初学者入门。要开始使用它，你首先需要了解其核心界面布局和基本操作流程。

界面布局解析

当你启动Logisim后，会看到一个由几个主要部分构成的窗口：

菜单栏与工具栏 (顶部)：这里包含了文件操作、编辑、项目设置和仿真控制等所有功能。工具栏则提供了最常用功能的快捷按钮。
资源管理器窗格 (左侧)：这是你的“元件库”和“项目管理器”。
- 你可以在这里看到当前项目的所有电路文件（例如默认的main电路）。
- 下方列出了各种内置的元件库，如Wiring（线路）、Gates（逻辑门）、Plexers（多路复用器）、Arithmetic（算术电路）、Memory（存储元件）等。点击“+”号可以展开库，查看并选用具体的元件。
画布 (右侧)：这是你设计和绘制电路的主要工作区域。所有的元件拖放、连线和布局都在这里完成。

基本操作流程

一个典型的设计流程通常遵循以下步骤：

选择并放置元件
- 首先，在左侧的资源管理器窗格中，展开你需要的元件库。例如，要制作一个简单的逻辑门电路，可以展开Gates库。
- 点击你想要的元件（如“与门”），然后在右侧的画布上点击，即可将其放置。
- 要删除直接点一下，然后键盘点删除键就好了
- 同样，你需要从Wiring库中添加Pin（引脚）作为电路的输入和输出。
连接电路
- 激活工具：首先，点击工具栏上的黑色箭头图标，确保你处于编辑模式。
- 开始连线：将鼠标移动到一个元件的端点上。你会看到端点处出现一个绿色的小圆点，这表示可以从此开始连线。
- 绘制导线：按住鼠标左键不放，然后拖动鼠标到另一个元件的端点。
- 完成连接：当鼠标悬停在目标端点上时，该端点也会出现一个绿色小圆点。此时松开鼠标左键，一条绿色的导线就连接好了。
- 拐弯：如果你想让导线拐弯，可以在拖动过程中在需要拐弯的地方点击一下鼠标左键，然后继续拖动。
- 删除导线：在编辑模式下，点击选中你想要删除的导线（导线会变粗或高亮），然后按键盘上的Delete键即可。
- 自动连接：当你移动元件时，与它相连的导线通常会自动跟随移动，保持连接状态。
仿真与测试
- 点击工具栏上的操作工具（手形图标），进入仿真模式。
- 此时，你可以点击画布上作为输入的Pin元件（如果设置为输入），它的值会在0和1之间切换。
- 观察电路的输出端（例如输出引脚或探针），其状态会随着你的输入操作而实时变化，从而验证你的电路设计是否正确。
保存项目
- 随时可以通过菜单栏的File->Save或使用快捷键Ctrl+S来保存你的电路设计。Logisim项目文件的扩展名是.circ。

通过以上步骤，你就可以从搭建一个最简单的与门电路开始，逐步学习和构建更复杂的组合逻辑与时序逻辑电路了。

直接带你做一次完整的计算机组成原理实验

我们就用 Logisim 来亲手搭建一个最经典、也最能体现计算机组成原理的部件：8位串行进位加法器。这个实验将带你从最基本的元件开始，一步步构建出一个能进行二进制加法的复杂电路。

🧪 实验目标：设计一个8位串行进位加法器

我们将通过“自底向上”的设计方法，从最基础的逻辑门开始，最终完成一个8位加法器。这不仅能让你熟悉 Logisim 的操作，更能深刻理解计算机是如何进行算术运算的。

第一步：创建1位全加器 (Full Adder)

任何复杂的加法器都是由1位全加器构成的。它负责计算两个1位二进制数以及来自低位的进位。

创建新电路：
- 点击绿色加号：在左侧栏顶部，点击那个绿色的“+”号图标。
- 命名电路：会弹出一个对话框，输入1-Bit Adder，然后点击“确定”。
- 开始设计：这时左侧列表里会出现一个新的1-Bit Adder选项，双击它，你就可以在这个新画布里开始第一步的设计了。
放置元件：
- 现在画布是1-Bit Adder的。我们需要从左侧库中拖入以下元件：
  - 从Wiring库中，拖入3个Pin(引脚) 和2个Pin(引脚)。稍后我们会区分输入和输出。
  - 从Gates库中，拖入2个XOR Gate(异或门)，2个AND Gate(与门) 和1个OR Gate(或门)。（我也不知道咋摆，先瞎摆一下）
配置元件属性：
- 点击第一个Pin，在下方的属性栏中，将Label(标签) 改为A，Output?设为No(因为它是一个输入)。（左下角改，然后发现第一个pin旁边显示出了A）后面依次修改
- 点击第二个Pin，将Label改为B，Output?设为No。
- 点击第三个Pin，将Label改为Cin(Carry-in)，Output?设为No。
- 点击第四个Pin，将Label改为Sum，Output?设为Yes(这是一个输出)。
- 点击第五个Pin，将Label改为Cout(Carry-out)，Output?设为Yes。
- 你可以通过拖动元件来调整它们在画布上的位置，使其布局清晰。
连接电路：
- 点击工具栏上的编辑工具(箭头图标)。（使用教程中有讲如何连线）
- 按照1位全加器的逻辑图进行连线：
  - A和B连接到第一个XOR门的两个输入端。
  - 第一个XOR门的输出，与Cin连接到第二个XOR门的两个输入端。
  - 第二个XOR门的输出，连接到Sum引脚。
  - A和B同时连接到第一个AND门的两个输入端。
  - 第一个XOR门的输出，与Cin连接到第二个AND门的两个输入端。
  - 两个AND门的输出，分别连接到OR门的两个输入端。
  - OR门的输出，连接到Cout引脚。
  - 这张图连得确实有点像“意大利面条”，不过好消息是：逻辑连接是对的！
测试：
- 点击工具栏上的操作工具(手形图标)。
- 现在你可以点击A,B,Cin这三个输入引脚来改变它们的值 (0或1)。
- 观察Sum和Cout输出引脚的值是否符合全加器的真值表。例如，当 A=1, B=1, Cin=0 时，Sum应为0，Cout应为1。
- 输入状态：你现在的输入是 A=1, B=0, Cin=0（也就是 1 + 0 + 0）。
- 理论结果：和应该是 1，进位应该是 0。
- 你的电路表现：
  - sum引脚是绿色（代表 1）。
  - Cout引脚是蓝色（代表 0）。
- 修正建议：
  虽然结果显示对了，但红线是不应该存在的。请检查右上角那个异或门的输出，确保它只连向了sum引脚。
- 右下角那个与门的输入。
  不要让它碰到任何其他的输出端。
- 只要把红线消除，这就是一个完美的 1 位全加器！接下来就可以去main电路里把它拼成 8 位的了。

关于颜色的提示

你看到线上有红色和蓝色：

蓝色：代表逻辑0(低电平)。
红色：代表逻辑1(高电平)。

第二步：构建8位加法器

现在我们已经有了一个可靠的基本单元，可以开始搭建8位加法器了。

回到主电路：
- 在左侧“资源管理器”窗格中，双击main电路，回到主画布。
放置8个1位全加器：
- 在左侧“资源管理器”窗格中，你会看到我们刚刚创建的1-Bit Adder电路。
- 点击它，然后在主画布上连续点击8次，放置8个1位全加器。将它们垂直排列，方便连接。
放置输入/输出引脚和探针：
- 从Wiring库中，拖入：
  - 2个Pin，分别命名为A和B。在属性栏中，将它们的Data Bits(数据位宽) 设置为8。Facing(朝向) 可以设为East。
  - 1个Pin，命名为Carry In，Data Bits设为1，Output?设为No。
  - 1个Pin，命名为Carry Out，Data Bits设为1，Output?设为Yes。
- 从Input/Output库中，拖入1个Hex Digit Display(十六进制显示器)。这个元件可以直观地显示8位二进制数对应的十六进制值。
连接电路：
- 连接进位链：
  - 将Carry In引脚连接到最底部（第0位）的1-Bit Adder的Cin端。
  - 将第0位加法器的Cout连接到第1位加法器的Cin。
  - 以此类推，将第i位加法器的Cout连接到第i+1位加法器的Cin，直到连接完所有8个加法器。
  - 将最顶部（第7位）加法器的Cout连接到Carry Out引脚。
- 连接数据输入：
  - 点击A引脚，你会看到它引出了一条粗线，代表8位总线。
  - 从Wiring库中选择Splitter(分线器)，放置在A引脚和8个加法器的A输入端之间。
  - 配置Splitter：Facing设为East，Bit Width In设为8，Fan Out设为8。这会将8位总线拆分成8条单独的线。
  - 用导线将这8条线分别连接到8个加法器的A输入端（从下到上，分别对应第0位到第7位）。
  - 对B引脚和8个加法器的B输入端，重复同样的操作，使用另一个Splitter。
- 连接数据输出：
  - 从Wiring库中选择Probe(探针)，放置8个。将它们分别连接到8个加法器的Sum输出端。这样你可以实时看到每一位的运算结果。
  - 为了使用Hex Digit Display，我们需要将8个Sum输出重新合并成一个8位总线。
  - 在8个加法器的Sum输出端右侧，放置另一个Splitter，这次它的Fan Out是8，Bit Width In是8，但方向相反（Facing设为West）。
  - 将8个Sum输出分别连接到这个Splitter的8个分支上。
  - 将这个Splitter的主干（8位总线）连接到Hex Digit Display的输入端。

第三步：运行与验证

点击工具栏上的操作工具(手形图标)。
点击A和B这两个8位输入引脚，它们的值会以十六进制形式变化（00 到 FF）。
尝试一些简单的加法，例如：
- 设置A为01，B为01，Carry In为0。你应该看到Hex Digit Display显示02，Carry Out为0。
- 设置A为FF(十进制255)，B为01(十进制1)，Carry In为0。你应该看到Hex Digit Display显示00，Carry Out为1，这表示结果溢出了8位。