Logisim – simulacija logičkih sklopovi

gordanaL_ediB

Gordana Lohajner i Edi Bačani

Sažetak

Učenici osmih razreda susreću se s logičkim sklopovima (I (AND), ILI (OR) i NE (NOT). U sklopu elektroničkih logičkih sklopova izrađuju tablicu istinitosti, a i upoznaju se sa simbolima za svaki logički sklop. U ovom radu ćemo opisati i objasniti kako radi Logisim, alat za izradu i simulaciju logičkih sklopova, u svrhu kako bi učenicima olakšali rad i crtanje logičkih sklopova.

Ključne riječi: logički sklopovi, digitalni alat, Logisim, 8. razred, Informatika.

Uvod

Tijekom traženja idealnog alata za simulaciju digitalnih logičkih sklopova važna nam je bila jednostavnost korištenja, mogućnosti alata kao i njegova funkcionalnost.

Od svih ponuđenih alata najviše se istaknuo Logisim, edukativni besplatni alat otvorenog kôda. Alat je moguće preuzeti s mrežne stranice https://sourceforge.net/projects/circuit/, a jedini preduvjet za njegovo korištenje je instalirana Java 5 ili novija verzija na računalu. Prednost programa je što se odmah pokreće bez ikakve instalacije.

Sučelje programa

Nakon pokretanja programa na ekranu će se prikazati jednostavno i intuitivno sučelje. Na slici 1. prikazano je sučelje programa Logisima.

Slika 1. SučeljeSlika 1. Sučelje programa Logisima

Osnovni dijelovi sučelja su:

  1. Glavni izbornik
  2. Alatna traka
  3. Prozor datoteka
  4. Prozor tablice sa svojstvima elemenata
  5. Radna površina

Od glavnog izbornika ćemo spomenuti izbornik File i Simulate. U izborniku File možemo otvoriti novi dokument (New) ili otvoriti već postojeću datoteku (Open…). Shemu koju smo nacrtali možemo spremiti u .gif formatu (Export As GIF…) što nam je korisno ako trebamo sliku sheme. Ukoliko želimo spremiti kao simulaciju odabiremo Save ili Save As…

imageIzbornik Simulate koristimo kako bi pokrenuli našu simulaciju. Obavezno opcija Simulation Enabled treba clip_image001biti uključena odnosno postavljena kvačica.

Slika 2. Izbornik Simulate

Alatnu traku koristimo za brz pristup često korištenih naredaba koja se može mijenjati prema potrebi korisnika u izborniku Project.

Slika 3. Izbornik Project

Odabiremo naredbu Postavke (Options…) i otvara nam se dijaloški okvir Logisim: clip_image002Untitled Options. Kliknemo na karticu Toolbar gdje sada imamo mogućnost dodavanja sadržaja na alatnu traku. U lijevom dijelu prikazuju nam se dostupni alati, a na desnoj strani sadržaji koji su trenutačno na brzoj traci. Klikom na Dodaj alat (Add Tool) ili Ukloni (Remove) dodajemo ili uklanjamo alate s brze alatne trake.

Slika 4. Dijaloški okvir Logisim: Untitled Options

U Prozoru datoteka nalaze se sve datoteke koje su potrebne korisniku za izradu projekata, ali za potrebe naših osmaša sve što im je potrebno nalazi se na alatnoj traci.

Radna površina je prostor koji služi za crtanje logičkih sklopova. Elemente odabiremo na alatnoj traci clip_image003 s klikom miša. Kad je označen element u donjem lijevom dijelu prozora pojavljuje se Tablica sa svojstvima označenog elementa. Nama su pot opcije:

  • Facing,  gdje možemo element okretati u različitim smjerovima,
  • Gate size,mijenjati veličinu elemenata, i
  • Number Of Inputs odabrati broj ulaza u element.

clip_image004Slika 5. Tablica sa svojstvima označenog elementa

Crtanje logičkog sklopa

Na samom početku učenicima prvo zadajemo logički izraz za kojeg trebaju napisati tablicu istinitosti.

ZADATAK.

image

Nakon rješavanja tablice istinitosti crtaju logički sklop ne samo kako bi im olakšali clip_image013crtanje već kako bi provjerili svoju tablicu istinitosti.

Za početak odabiremo ulaze image s alatne trake, a u Tablici sa svojstvima označenog elementa u polje Label upisujemo oznake kako bi ih označili (A i B).

Slika 6. Tablica za svojstvima označenog ulaza

Još su nam potrebni sklopovi za negaciju kao i za konjunkciju i disjunkciju clip_image014. Kada umetnemo elemente potrebno ih je međusobno povezati. Samo kliknemo na naznačeno područje na elementu i tehnikom “povuci – ispusti” povlačimo do drugog elementa

clip_image015 clip_image016
Slika 7. i 8. Označena područja na elementima

Žice mogu biti u različitim bojama: sivoj, plavoj, tamnozelenoj, svijetlozelenoj, crnoj, crvenoj i narančastoj. Mi se susrećemo s dvjema vrstama: tamnozelena koja predstavlja jednobitni podatak i vrijednost mu je logička nula „0“, a svijetlozelena logički podatak čija je vrijednost jedinica “1“. Crvena boja žice se pojavi ukoliko je negdje došlo do pogreške.

clip_image017 image
Slika 9. i 10. Tamnozelena i svijetlozelena žica

Kada nacrtamo cijeli logički sklop vrijeme je za simulaciju. Odabiremo clip_image019 ili Poke Tool, a služi kad kliknemo na ulaz (input) mijenja se vrijednosti – 0 u 1 i obrnuto.

clip_image020
Slika 11. Simulacija logičkog sklopa – ulaz A (1) i ulaz B (1)

image
Slika 12. Simulacija logičkog sklopa – ulaz A (0) i ulaz B (0)

Na kraju, učenici pomoću simulacije logičkog sklopa provjeravaju svoju tablicu istinitosti i ispravljaju eventualne pogreške.

Zaključak

Program Logisim se pokazao kao savršen alat za naše potrebe. Prednost mu je jednostavno i intuitivno sučelje te jednostavno rukovanje. Kao nedostatak mogli bi izdvojiti sučelje na engleskom jeziku, ali zbog prisutnosti engleskog jezika u virtualnom okruženju, bilo u obliku videozapisa ili teksta, i ta barijera je prevladana.Smile

Simulacija logičkog sklopa učenicima daje mogućnost da u realnom vremenu vide promjene stanja u svakom dijelu spoja i  pogrešku ako sklop nije pravilno napravljen. Time učenje postaje brže i smisleno u usvajaju novih sadržaja s pogreškama, naravno, koje su prihvatljive.Smile

Literatura

  1. http://www.cburch.com/logisim/ (pristupljeno 17.10.2022.)
  2. https://softradar.com/logisim/ (pristupljeno 19.10.2022.)
  3. https://www.youtube.com/watch?v=cMz7wyY_PxE (pristupljeno 19.10.2022.)