Pojďme programovat elektroniku | Programování

Pojďme programovat elektroniku: Logický simulátor aneb Angry Birds pro nerdy

  • Dnes si vyzkoušíme logický simulátor
  • Složíme v něm několik digitálních obvodů
  • Uvidíme, jak se na logické úrovni chovají binární čísla

Možná právě teď sedíte ve vlaku a máte před sebou dvouhodinovou cestu do Brna. Možná sedíte na palubě A380, máte před sebou jedenáctihodinový let a pohled na obraz z kamery na ocasním křídle vás přestal bavit už při přeletu Skotska. Anebo možná jen sedíte v gauči a chcete prokrastinovat.

Celá jedna generace v těchto situacích dlouhé roky vytahovala z kapsy mobil, spustila Angry Birds a strefovala se ptáky do zelenkavých vepřů. Ačkoliv tuto kratochvíli chápu, nabízím kreativnější způsob zabíjení času – alespoň tedy pro bastlíře všeho druhu.

Namísto ptáků raději spusťte logický simulátor!

(Ticho... Polovina čtenářů právě zklamaně zavřela článek.)

Nedělejte to, vážně je to zábava!

V našem seriálu jsme doposud vše programovali pomocí vysoce abstraktních vysokoúrovňových jazyků C a C++. Jistě, milovníci Pythonu, Javascriptu, Javy a C# možná namítnou, že jsou to jazyky nízkoúrovňové, to je však jen klam daný úhlem pohledu.

I ten nejprimitivnější program pro destičku Arduino Uno, který se bude skládat třeba jen z funkce setup, ve které nastavíme logický stav na pinu 13 na HIGH, což způsobí rozsvícení systémové LED, se totiž po překladu do strojového kódu skládá z ohromného množství procesorových instrukcí, které musí řídící čip vykonat.

Suma sumárum, na té nejnižší úrovní se aktivuje celá armáda tranzistorů – atomů digitální elektroniky, které elektrický obvod buď uzavírají, nebo otevírají a tím tvoří digitální logiku složenou z nul a jedniček.

A to vše, kvůli jednomu pitomému světýlku!

Klepněte pro větší obrázek
Příklad konstrukce logického hradla OR pomocí dvou tranzistorů. Pokud je alespoň jeden ze vstupů A a B roven logické jedničce (vyšší napětí), jeho rezistor tranzistor uzavře obvod a logická jednička se nastaví i na výstupu Out.

Z tranzistorů, rezistorů, diod aj. pak můžeme skládat složitější logické celky, kterým se v angličtině říká gates, česky logické členy nebo hradla, a jsou základními logickými elementy, ze kterých už můžeme postavit jakýkoliv digitální obvod, který, podle své složitosti, rozbliká třeba zrovna tu LED, anebo dekóduje MP4 video a skrze rozhraní HDMI zobrazí na připojeném televizoru 4K obraz.

Právě tyto abstraktní členy za sebe můžeme skládat v každém logickém simulátoru a zkoumat, co se stane na konci, když do obvodu konečně pustíme šťávu.

Simulator.io: Angry Birds pro nerdy

Simulátorů je celá řada, počínaje těmi jednoduššími pro naprosté zelenáče, kteří si chtějí jen jako my pohrát, a konče profesionálními programy pro testování praktických obvodů, které si pak necháte vyrobit třeba kdesi v Číně.

Pokud chcete zabít jen pár minut času a bez velkých řečí něco rychle sestavit, pomůže jednoduchý, ale skvělý webový simulator.io, který poběží v každém moderním prohlížeči (na mobilu mu to ale moc nejde – je optimalizovaný pro ovládání myší).


V následujících kapitolách si vysvětlíme osm obvodů od naprosto primitivních po složitější. Všechny si budete moci vyzkoušet přímo v simulator.io.

Témata článku: Hardware, Pojďme programovat elektroniku, Web, Programování, Bastlení, Arduino, C++, Logika, Switch, Xilinx, Obdélník, Řešeto, Citace, Simulování, Přehlednost, Elektro, Napojení


Určitě si přečtěte

Srovnali jsme česká města s IBM, Googlem nebo třeba Samsungem. Podívejte se, v jaké firmě „žijete“

Srovnali jsme česká města s IBM, Googlem nebo třeba Samsungem. Podívejte se, v jaké firmě „žijete“

** Nadnárodní korporace zaměstnávají stovky tisíc lidí ** Mají tedy velikost metropolí ** Srovnali jsme je s českými krajskými městy

Jakub Čížek | 14

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

Už desítky let se pokoušíme odposlouchávat mozek. Rusům se podařil kousek, ze kterého vám spadne brada

** K odposlechu mozků používáme EEG ** To má ale žalostné informační rozlišení ** Rusům pomohla počítačová neuronová síť

Jakub Čížek | 29



Aktuální číslo časopisu Computer

Test 9 bezdrátových reproduktorů

Jak ovládnout Instagram

Test levných 27" herních monitorů

Jak se zbavit nepotřebných věcí na internetu