Компоненты симулятора

Все 40 элементов симулятора на одной странице: настоящий снимок компонента с холста, короткое описание и ссылка на даташит с таблицей истинности. Возвращайтесь сюда, когда встретили незнакомый элемент схемы.

Помимо палитровых элементов, собранная вами схема может быть свёрнута в пользовательский чип — готовый блок с задержкой распространения, как настоящая микросхема. Первый такой чип-награда — ADDER8, 8-битный сумматор; остальные выдаются за уровни 13–16 и финалы частей.

Базовая логика

Компонент	Описание	Даташит
NAND (И-НЕ)	Универсальный логический элемент. Выдаёт 0 только когда оба входа равны 1, во всех остальных случаях — 1. Из NAND можно собрать любой другой логический элемент: NOT, AND, OR, XOR и даже целый процессор.	→
NOT (Инвертор)	Простейший логический элемент. Переворачивает сигнал: 0 превращает в 1, а 1 — в 0. Часто используется там, где нужен инверсный сигнал.	→
AND (И)	Логическое умножение (конъюнкция). Выдаёт 1 только когда оба входа равны 1, в остальных случаях — 0. Соответствует операции «И»: результат true, только если оба условия true.	→
OR (ИЛИ)	Логическое сложение (дизъюнкция). Выдаёт 1, если хотя бы один из входов равен 1. Только при двух нулях выдаёт 0. Соответствует операции «ИЛИ»: результат true, если хотя бы одно условие true.	→
XOR (исключающее ИЛИ)	Исключающее ИЛИ. Выдаёт 1, когда значения на входах разные (один 0, другой 1). Если оба входа одинаковы — выдаёт 0. Полезен для сравнения битов и в сумматорах.	→
NOR (ИЛИ-НЕ)	Комбинация ИЛИ и НЕ. Выдаёт 1 только когда оба входа равны 0, во всех остальных случаях — 0. Используется как основа для построения RS-триггеров и других схем с памятью.	→

Арифметика и выбор

Компонент	Описание	Даташит
Half Adder (Полусумматор)	Складывает два бита. Выдаёт сумму (Sum) и перенос (Carry). Не умеет обрабатывать перенос с предыдущего разряда — для этого нужен полный сумматор. Строится из XOR и AND.	→
Full Adder (Полный сумматор)	Складывает три бита: два слагаемых и перенос с предыдущего разряда (CarryIn). Выдаёт сумму (Sum) и перенос (CarryOut). Соединяя несколько полных сумматоров, можно складывать многоразрядные числа.	→
MUX (Мультиплексор 2→1)	Направляет один из двух входных сигналов на выход в зависимости от управляющего сигнала (селектора). Если селектор = 0, на выход проходит первый вход; если = 1 — второй. Работает как цифровой переключатель.	→

Шины данных

Компонент	Описание	Даташит
Bus Input (8-битный вход)	Позволяет установить числовое значение от 0 до 255 на 8-битной шине данных. Значение задаётся ползунком. Шина объединяет 8 битов в одно число — так удобнее работать с байтами.	→
Bus Output (8-битный выход)	Показывает значение на 8-битной шине в десятичном виде. Удобен для наблюдения за результатами работы схем, оперирующих байтами.	→
Bus Constant (Константа на шине)	Всегда выдаёт заданное значение (0–255) независимо от внешних сигналов. Полезно для подачи постоянных адресов, масок или конфигурационных кодов.	→
Splitter (Разделитель шины)	Принимает 8-битную шину и разделяет её на 8 отдельных битовых сигналов (от младшего к старшему). Позволяет работать с каждым битом байта по отдельности.	→
Maker (Сборщик шины)	Принимает 8 отдельных битовых сигналов (от младшего к старшему) и собирает их в один 8-битный байт. Позволяет собрать число из отдельных битов.	→
Bus NOT (Шинное НЕ)	Побитовое НЕ для шины. Инвертирует каждый из 8 битов независимо: каждый 0 становится 1, каждая 1 становится 0. Применяется для побитового отрицания байта.	→
Bus AND (Шинное И)	Побитовое И для двух 8-битных шин. Каждый бит результата равен 1, только если соответствующие биты обеих входных шин равны 1. Используется для применения битовых масок.	→
Bus OR (Шинное ИЛИ)	Побитовое ИЛИ для двух 8-битных шин. Каждый бит результата равен 1, если хотя бы один из соответствующих битов входных шин равен 1.	→
Bus XOR (Шинное исключающее ИЛИ)	Побитовое XOR для двух 8-битных шин. Каждый бит результата равен 1, если соответствующие биты входных шин различаются. Полезно для сравнения байтов.	→
Bus MUX (Шинный мультиплексор)	Направляет одну из двух 8-битных шин на 8-битный выход по сигналу селектора. Работает как обычный мультиплексор, но переключает целые байты, а не отдельные биты.	→
Bus SHL (Шинный сдвиг влево)	Сдвигает 8-битное значение на один бит влево: каждый бит переходит на позицию старше, старший бит (7) теряется, на место младшего (0) записывается 0. Арифметически это умножение на 2 (по модулю 256).	→
Bus SHR (Шинный сдвиг вправо)	Сдвигает 8-битное значение на один бит вправо: каждый бит переходит на позицию младше, младший бит (0) теряется, на место старшего (7) записывается 0. Арифметически это целочисленное деление на 2.	→
Bus Zero (Детектор нуля)	Проверяет 8-битную шину и выдаёт 1, если на ней ноль (00000000), и 0 — при любом ненулевом значении. Позволяет схеме «видеть» результат вычисления.	→

Память

Компонент	Описание	Даташит
DFF (D-триггер)	Запоминает один бит данных. Значение на выходе (Q) меняется только в момент положительного фронта тактового сигнала (Clock). Между тактами выход хранит предыдущее значение. Базовый элемент для построения регистров и счётчиков.	→
Register 8-bit (8-битный регистр)	Хранит один байт (8 бит). Записывает новое значение по фронту тактового сигнала. Пока Clock не переключится, регистр сохраняет предыдущее значение. Используется для временного хранения данных в процессоре.	→
ROM (Постоянное запоминающее устройство)	Хранит 256 байт данных, которые не меняются в процессе работы. Адресуется 8-битным адресом (0–255). Содержит программу для процессора или константы. Данные сохраняются даже при выключении питания.	→
RAM (Оперативное запоминающее устройство)	Хранит 256 байт данных, поддерживает запись и чтение. Адресуется 8-битным адресом. Данные временные — теряются при выключении. Используется для хранения переменных и результатов вычислений.	→

Процессор и управление

Компонент	Описание	Даташит
Program Counter (Счётчик команд)	Хранит адрес текущей выполняемой инструкции. По каждому такту увеличивает своё значение на величину Inc (по умолчанию 1), переходя к следующей инструкции. Важнейшая часть процессора — определяет, какую команду читать из памяти.	→
Index Register (IX)	Индексный регистр для косвенной адресации. Хранит 8-битный адрес, который можно использовать для доступа к массивам в RAM. Увеличивается на 1 по фронту Clock при Inc=1. Загружает данные с шины при WE=1.	→
Addr Decoder (ADEC)	Дешифратор адреса. Определяет, принадлежит ли адрес оперативной памяти (0x00–0xDF) или устройствам ввода-вывода (0xE0–0xFF). Формирует сигналы для разграничения доступа к RAM и I/O-устройствам.	→
LFSR (Генератор случайных чисел)	Linear Feedback Shift Register — генератор псевдослучайных чисел на 8 бит. Полином: x^8 + x^6 + x^5 + x^4 + 1. Сдвигается по каждому фронту Clock. Читается через порт 0xFA (DevAddr=0x1A).	→
Decoder (Дешифратор команд)	Разбирает 8-битную инструкцию на два поля: старшие 4 бита — код операции (opcode), младшие 4 бита — операнд. По коду операции формирует 9 управляющих сигналов, которые включают нужные блоки процессора: запись в регистр, чтение RAM, выбор операции АЛУ, переход.	→
ALU 8-bit (Арифметико-логическое устройство)	Выполняет 8 операций над двумя 8-битными числами: ADD (сложение), SUB (вычитание), AND, OR, XOR, NOT, SHL (сдвиг влево), SHR (сдвиг вправо). Операция выбирается управляющим сигналом. Сердце любого процессора.	→
Тактовый генератор	Вырабатывает периодический сигнал, переключающийся между 0 и 1 с заданной частотой. Используется для синхронизации работы последовательных схем: регистров, счётчиков, памяти и всего процессора.	→
Manual Clock (Ручной такт)	Ручной генератор тактового сигнала. При каждом нажатии кнопки «▶ Tick» выдаёт полный тактовый импульс (0→1→0) на выходе Tick. Используется для пошагового ручного тактирования схемы.	→

Ввод/вывод и периферия

Компонент	Описание	Даташит
Вход	Источник сигнала. Позволяет вручную переключать значение между 0 и 1. Используется как входной порт схемы — через него таблица истинности подаёт тестовые значения на схему.	→
Выход	Приёмник сигнала. Показывает текущее значение (0 или 1) на своём входе. Используется как выходной порт схемы — по его значению проверяется правильность работы.	→
Gamepad (Геймпад)	4-кнопочный геймпад (Up/Down/Left/Right) для управления схемой и программами. Адресуется через порт 0xFE (DevAddr=0x1E). Возвращает битовую маску нажатых кнопок.	→
Matrix Display 16x16	Матричный дисплей 16×16 пикселей для вывода графики. Адресуется через три порта: 0xFC (установка X-координаты), 0xFD (установка Y-координаты), 0xFF (запись пикселя).	→
Дисплей	Показывает числовое значение на входе в десятичном, двоичном или шестнадцатеричном формате. Переключение между режимами — кликом по дисплею. Незаменим для отладки и визуализации работы схем.	→
LED8 (Светодиодная линейка)	Визуальный индикатор 8 бит. Каждый бит входной шины DataIn отображается отдельным светодиодом: горящий = 1, погашенный = 0. Позволяет видеть значение регистра в двоичном виде.	→