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泰拉瑞亚电路入门教程 part4


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5 显示器

    上一章已经了解了逻辑门的各种应用。在电路中,我们可以依靠火把的亮灭读出来现在的状态是1或0。然而只依靠火把来读取电路的状态太抽象了,我们需要更形象一点的东西展示,那就是显示器。

5.1 二进制数字显示器

    二进制数字显示器是最简单,原理最容易理解的数字显示器。因为显示器只有0和1两个状态。

二进制-0.png

    用火把摆成一个0,当ABC三个方向火把都熄灭时,这个0就变成了1。

二进制-1.png

    那么就接线就很简单了。下面把数显和前面讲的译码器结合,如图:

38-二进制显示.png

    将显示器连接至译码器的输出端,这样读取输入的数字就很容易了。三根输入端的火把都亮起,表示的是111(7)。右边的显示器同样显示的是111。

5.2 七段数字显示器

    在日常生活中通常使用的是十进制,十进制的数码不只有0和1,而是由0~9共10个数码组成。那么如何显示这10个数字?

    在现实的电路中,有一个叫做七段数码管的元件,它将一个数字分为7段显示。在泰拉瑞亚中同样可以通过电路和火把模拟这个七段数码管。

5.2.1 七段数显的原理

    用火把摆出出这个数字8,只要点亮或熄灭各部分就可以组合成一个数字了。

七段数码管

七段数显-原理.png

5.2.2 七段数显的布线

    泰拉瑞亚的电线只有4种颜色,数字显示器有7段,如果用一个开关控制一个数字不同的电线之间必然会发生干扰。将数显分为上下两部分,上面用三种颜色,下面用四种颜色就可以解决这个问题。

    首先将数显分为上下两部分,由两个故障逻辑门控制。上方使用红绿蓝三种颜色的电线分别控制A,B,F三段,下方用红绿蓝黄四种颜色的电线控制D,C,E,G四段。在逻辑门下方先铺好一根混合了需要颜色的电线的总线。接下来就可以依次接通需要控制的线路。

七段数显-基础布线.png

    分析数字与数显中需要熄灭的部分如下表:

数字 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
需要熄灭的部分 G ADEFG CF EF ADE BE B DEFG - E

    以0为例,需要熄灭的是G,在线路中是由下半部分的黄色电线控制,那么只需要在0对应的最下面的逻辑门连接黄色电线到总线即可。

    以此类推,最终布线如图:

七段数显-完整布线.png

5.2.3 七段数显布线的简化

    分析上一节最终的布线成果,每一个数字分别由一个开关控制的两个逻辑门控制。开关是电源,逻辑门也是电源,那么一个数字最终就由3个电源控制。换一个思路,如果将一个七段数显分为三个部分,分别由3个电源控制这三个部分,那么就可以简化这个电路,减小电路占地。

    考虑到之前使用的是100%的故障逻辑门,我们可以将故障逻辑门换成与门。

    首先和5.2.2一样铺好基础的线:

七段数显-压缩.png

    接下来连接每一个控制开关控制的线,思路和5.2.2相同。成果如图:

七段数显-压缩完整.png

    下面把开关换成一个4位输入的译码器,并连上5.1的二进制数显,为了美观再给物块和背景墙刷上暗影漆。成果如下:

七段数显-压缩完成.png

    线路如下:

七段数显-压缩完成线路.png

5.3 矩阵显示器

    七段数显只能显示数字,如果需要显示符号或图像就需要另外一种显示器了。这就是矩阵显示器。

    下图是矩阵显示器单个像素的控制电路:

矩阵显示器-像素.png

    蓝线控制逻辑灯的开关,从而控制逻辑门是否输出信号;红线作为控制线控制逻辑门的输出;黄线控制火把的亮灭。

    将上面的单元排列就可以制作一个矩阵显示器:

矩阵显示器.png

    这种显示器做逐行扫描,上方的四个控制杆用来控制每行的四个像素,然后左侧的一个控制杆控制火把。

矩阵显示器-0.png矩阵显示器-9.png

用矩阵显示器模拟七段数显显示数字0和9

矩阵显示器-?.png

用矩阵显示器显示"?"

    推荐一个使用显示器的视频:bilibili YouTube

    有屏幕的地方就有bad apple!

    这个视频里用到的是另一种像素排列的方式:

矩阵像素2.png

    可以注意到红线和蓝线会干扰火把,但是我们可以额外再激活一次来抵消这个干扰。当这条线激活基数次时就会产生干扰,我们只要再激活一次就可以抵消掉这次干扰。反之,当这条线激活偶数次不会产生干扰,也就不需要再额外激活。

    另外,因为制作的显示器可能会超过屏幕的显示范围,造成显示不完全的情况。这种情况下我们可以用小地图来代替屏幕。bilibili YouTube

,由inuisanaa修改
注释
雪染 雪染 75.00节操 少算了图片分3分,合计应为13分
雪染 雪染 250.00节操 10分
链接到点评

:a11:我去!你丫的也太精啦!!原来还能分篇写的说??!早知道GAL区天结分几篇写赚疯啦!!写了快1万字没累死我!!后来看篇幅太长了又删减了很多......满分也只有300血亏啊!

:mx042:所以各种意义上都很感谢这篇攻略的推荐呢!看了一下全坛活动游星区的任务字数500就是最高档了呢!我似乎有点想法了www:mx027:

,由掌上萌助 萌小雨修改
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8 小时前, 掌上萌助 萌小雨 说道:

:a11:我去!你丫的也太精啦!!原来还能分篇写的说??!早知道GAL区天结分几篇写赚疯啦!!写了快1万字没累死我!!后来看篇幅太长了又删减了很多......满分也只有300血亏啊!

:mx042:所以各种意义上都很感谢这篇攻略的推荐呢!看了一下全坛活动游星区的任务字数500就是最高档了呢!我似乎有点想法了www:mx027:

主要是太长了...到现在已经1w字了。然后我计划还有两章

不分篇写大概也没人愿意看:YangTuo_u:

,由inuisanaa修改
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