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Wer die Grundlagen der Digitaltechnik erlernen möchte, befasst sich in erster Linie mit digitalen Rechenregeln und logischen Grundverknüpfungen. So spannend Bildungsreisen in die binäre Zahlenwelt auch sein mögen, Boolsche Algebra, logische Funktionsgleichungen und Wahrheitstabellen sind eben zweiwertig: hochinteressant aber stellenweise auch staubtrocken.

Als ob das nicht schon schlimm genug wäre, stellt sich zudem irgendwann die Erkenntnis ein, dass man das ganze theoretische Zeugs wirklich braucht, möchte man denn tatsächlich praktisch sinnvolle digitale Schaltungen bauen können. Und noch bevor es richtig losgeht mit der Digitalelektronik, steht man vor einer lästigen Sinnfrage: Will ich mir das antun?

Ehe Sie sich in diesem Dilemma nun Exklusiv-ODER entscheiden, der Digitalelektronik ein für allemal den Rücken zu kehren, werfen Sie lieber mal einen Blick auf Logisim.

Simulation digitaler Schaltungen mit hohem Lerneffekt: Logisim

Logisim ist eine kostenlose Software zur Entwicklung und Simulation digitaler Schaltungen, die für den Unterricht an Universitäten und Hochschulen eingesetzt wird. Dort dient Logisim als Werkzeug zur Vermittlung der Grundlagen digitaler Schaltungen bei allgemeinen Informatikschulungen und Vorlesungen zur Computerarchitektur. Entwickelt wurde das Java-Programm von Prof. Carl Burch für den Unterricht während seiner Lehrtätigkeiten an der Saint John’s University in Collegeville/USA und am Hendrix College in Conway/USA.

digital schaltungen simulieren mit logisim

Programmfunktionen

Mit Logisim lassen sich einfache und komplexe digitale Schaltungen aufbauen und in Echtzeit simulieren. Der Aufbau und Veränderungen an der Schaltung können dabei während der Simulation vorgenommen werden. Die mitgelieferten Bibliotheken enthalten dazu zahlreiche digitale Bauelemente. Verfügt man über die entsprechenden Erfahrungen beim Programmieren in Java, kann man die Bauteilebibliotheken sogar durch eigene ergänzen. Aber auch ohne Programmierkenntnisse lassen sich bereits fertig aufgebaute Digitalschaltungen als Module in neue Projekte einbauen. Das vereinfacht das Erstellen auch umfangreicher Schaltungen.

Ein richtiger Knaller aber ist die eingebaute Analysefunktion die es erleichtert, die Logik einer aufgebauten Schaltung besser zu verstehen und vorhandene Fehler zu entdecken. Nach der Analyse wird die Kombinatorik der Ein- und Ausgänge als Wahrheitstabelle und als Boolesche Ausdrücke angezeigt. Wahrheitstabelle und Boolschen Ausdrücke sind natürlich nachträglich veränderbar. Auf Grundlage dieser Änderungen lässt sich dann eine neue logische Schaltung berechnen und anzeigen.

Die eingebaute Ablaufverfolgung bietet außerdem eine zusätzliche Hilfe bei Simulationen und bei der Analyse von Schaltungen. Damit ist Logisim sowohl für die experimentelle Einarbeitung in die Grundlagen, wie auch für den Aufbau komplexer Schaltungen ein wirklich praktisches Werkzeug.

digitale schaltungen simulieren mit logisim - ampelsteuerung

Die Bedienung des Programms ist einfach und intuitiv. Die Oberfläche gliedert sich in eine Menü- und Werkzeugleiste, ein Übersichtsfenster mit Attributtabelle und den Arbeitsbereich auf dem die Schaltung platziert wird. Alle für die Arbeit mit Logisim wichtigen Hilfetexte sind in deutscher Sprache vorhanden und mit Beispielen unterlegt. In’s Detail gehende Texte liegen in englischer Sprache vor.

Mein Fazit: Logisim macht Appetit auf Digitalelektronik.

Für Einsteiger und Lernende ist Logisim also absolut empfehlenswert.

Aber auch ansonsten lohnt sich die Beschäftigung mit dem Programm. Denn es muss nicht immer µP sein. Möchte man für einfache Steuerungs- und Regelungszwecke in der Elektronik nicht immer gleich mit Kanonen auf Spatzen schießen und einen Mikrocontroller einsetzen, findet man in der Palette der Logikbausteine Bauelemente, mit denen sich viele Aufgaben oft elegant und einfach lösen lassen. Logisim ist das geeignete Werkzeug, solche Schaltungen auf die Schnelle am Bildschirm aufzubauen und zu testen.

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