Tricky Circuit

Decoder und genau ein aktiver Ausgang

Eine Adresse wählt eine Leitung

Ein Decoder macht aus einem binären Code eine ausgewählte Ausgangsleitung. One-hot bedeutet genau eine Leitung 1 bei Freigabe. Die Freigabe erlaubt den Ausgängen zu arbeiten.

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EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

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Warum es funktioniert

Ideale binäre Logik: 0 bedeutet niedrig und 1 hoch, keine gemessene Spannung. Versorgung, Strom, Ausgangslast und Verzögerung fehlen; die Zeichnungen zeigen Funktionen, keine Chipanschlüsse. Hier aktiviert E = 1 die hohen Ausgänge; E = 0 deaktiviert sie. Der Index −1 bedeutet keine aktive Leitung, keine negative Spannung.

b0 und b1 sind Bits; n = b0 + 2b1 reicht von null bis drei. E ist Freigabe. Bei E = 1 ist nur Qn hoch; bei E = 0 sind alle vier Ausgänge niedrig.

Schwierigkeit

  1. Aufbauen · Aufbauen

    Schalte mit b0 = 0, b1 = 1 und E = 1 ein. Wähle Code 2 und aktiviere Q2.

    Brauchst du einen Tipp?

    b0 = 0; b1 = 1; E = 1 → Q2 = 1

  2. Erforschen · Eingänge ändern

    Stelle b0 = 1, b1 = 1 und E = 1 ein. Wähle Code 3 und aktiviere Q3.

    Brauchst du einen Tipp?

    b0 = 1; b1 = 1; E = 1 → Q3 = 1

  3. Selbst lösen · Aufgabe lösen

    Behalte b0 = 1 und b1 = 1; stelle E = 0 ein. Deaktiviere alle Ausgänge.

    Brauchst du einen Tipp?

    b0 = 1; b1 = 1; E = 0 → Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 0

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Eine Adresse wählt eine Leitung

Zwei Schalter wählen eines von vier Zielen. Der Decoder erweitert die kompakte Adresse zur sichtbaren Leitungsauswahl.

n = b0 + 2b1; E = 1 → Qn = 1; E = 0 → Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 0

Der Code sagt, welche Leitung gewählt wird; E sagt, ob sie aktiv werden darf. Das sind unabhängige Aufgaben.

Ein nützliches Muster

Zwei Adressbits wählen vier Leitungen. Jedes zusätzliche Bit verdoppelt die Auswahlmöglichkeiten.

Außerhalb des Modells

Ohne Freigabe sind alle Ausgänge null, also nicht one-hot. Code drei kann bestehen bleiben, obwohl kein Ausgang aktiv ist.

Eine typische Falle vermeiden

Leitung Nummer 2 bedeutet nicht zwei aktive Leitungen. Die Nummer ist das Ziel; bei Freigabe ist genau eine aktiv.

Code bleibt 3; E wechselt von 1 zu 0. Welche Leitung ist hoch?

  1. Q3
  2. keine
  3. alle vier
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Die Freigabe erlaubt die sichtbare Auswahl. Ohne Freigabe sind alle Ausgänge niedrig.

Aufbauen

Stelle b0 = 0, b1 = 1, E = 1 ein. Code 2, nur Q2 hoch.

n = 2; Q2 = 1

Eingänge ändern

Stelle b0 = 1, b1 = 1, E = 0 ein. Code 3, alle niedrig.

Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = 0

Einen anderen Weg probieren

Gehe mit Freigabe durch null bis drei und zähle aktive Leitungen. Wiederhole ohne Freigabe.

bob.cs.sonoma.edu