Logikgatter
Logikgatter ist eine kostenlose interaktive Simulation aus dem StudyFi Lab. Sie läuft direkt im Browser, ohne Anmeldung und ohne Installation.
AND, OR, NOT, XOR und Addierer aus Gattern
Experimente
Logikgatter
Ein Logikgatter macht aus den Eingangssignalen 0 und 1 ein Ausgangssignal. AND liefert nur dann 1, wenn beide Eingänge 1 sind (Q = A · B), OR, wenn mindestens einer 1 ist (Q = A + B), XOR, wenn die Eingänge verschieden sind, und NOT kehrt seinen Eingang um. NAND und NOR sind AND und OR mit negiertem Ausgang — dafür steht der kleine Kreis am Symbol. Die Wahrheitstabelle listet alle Eingangskombinationen auf; die hervorgehobene Zeile ist die von den Schaltern eingestellte.
Probier das: Wähle NAND und finde die einzige Eingangskombination, bei der die LED ausgeht.
Schaltung bauen
Baue deine eigene Schaltung aus Schaltern, Gattern und LEDs. Jede Leitung führt das Signal von einem Ausgang zu einem Eingang; ein Ausgang darf mehrere Eingänge treiben, ein Eingang hört aber nur auf eine Leitung. Signale laufen nur vorwärts — eine Leitung, die den Ausgang eines Gatters in seinen eigenen Eingang zurückführen würde (Rückkopplung), wird abgelehnt. Die Wahrheitstabelle der ganzen Schaltung passt sich beim Verdrahten an.
Probier das: Baue nur aus NAND-Gattern ein NOT (beide Eingänge eines NAND verbinden) und dann ein AND — NAND ist universell.
Halbaddierer
Ein Halbaddierer addiert zwei einstellige Binärzahlen. Das Summenbit ist S = A ⊕ B (XOR), der Übertrag C = A · B (AND). Bei 1 + 1 ergibt sich 10₂ = 2: Die Summe ist 0, und eine 1 wird in die nächste Stelle übertragen – wie beim schriftlichen Addieren.
Probier das: Schalte beide Eingänge auf 1 und prüfe, dass die LEDs C S 10 zeigen – also zwei im Binärsystem.
Volladdierer
Ein Volladdierer nimmt zusätzlich den Übertrag Cᵢₙ aus der niedrigeren Stelle auf und addiert so drei Bits. Er besteht aus zwei Halbaddierern: S = A ⊕ B ⊕ Cᵢₙ, und der Übertrag Cₒᵤₜ = A · B + Cᵢₙ · (A ⊕ B) ist 1, sobald mindestens zwei Eingänge 1 sind. Hintereinandergeschaltete Volladdierer addieren Zahlen beliebiger Länge.
Probier das: Setze alle drei Eingänge auf 1: 1 + 1 + 1 = 3 = 11₂, also leuchten beide LEDs.
2-Bit-Addierer
Zwei 2-Bit-Zahlen A = A₁A₀ und B = B₁B₀ (jeweils 0 bis 3) werden wie beim schriftlichen Addieren addiert. Ein Halbaddierer addiert die niedrigsten Bits A₀ + B₀, sein Übertrag geht in einen Volladdierer für die Bits A₁ + B₁. Das Ergebnis S₂S₁S₀ hat drei Bits, weil die größte Summe 3 + 3 = 6 = 110₂ eine Stelle mehr braucht.
Probier das: Stelle A = 3 und B = 1 ein und beobachte, wie der Übertrag durchläuft: 11₂ + 01₂ = 100₂ = 4.
Zahlenschloss
Die LED leuchtet nur bei einer einzigen Kombination der vier Schalter. Im Inneren führt jeder Schalter entweder direkt in ein AND-Gatter (der Code will eine 1) oder über ein NOT (der Code will eine 0); die AND-Gatter liefern nur dann 1, wenn alle ihre Eingänge 1 sind. So erkennt eine Digitalschaltung genau ein Bitmuster.
Probier das: Finde den Code durch Ausprobieren und öffne dann die Schaltung: Die NOT-Gatter verraten, welche Schalter 0 sein müssen.
Häufige Fragen
Was ist Logikgatter?
Logikgatter ist eine kostenlose interaktive Simulation aus dem StudyFi Lab. Sie läuft direkt im Browser, ohne Anmeldung und ohne Installation. AND, OR, NOT, XOR und Addierer aus Gattern
Ist Logikgatter kostenlos?
Ja. Logikgatter ist komplett kostenlos. Es läuft im Browser auf Computer, Tablet und Handy, und du brauchst kein Konto.
Was kann ich in Logikgatter entdecken?
Logikgatter, Schaltung bauen, Halbaddierer, Volladdierer, 2-Bit-Addierer, Zahlenschloss.
Was zeigt das Experiment „Logikgatter“?
Ein Logikgatter macht aus den Eingangssignalen 0 und 1 ein Ausgangssignal. AND liefert nur dann 1, wenn beide Eingänge 1 sind (Q = A · B), OR, wenn mindestens einer 1 ist (Q = A + B), XOR, wenn die Eingänge verschieden sind, und NOT kehrt seinen Eingang um. NAND und NOR sind AND und OR mit negiertem Ausgang — dafür steht der kleine Kreis am Symbol. Die Wahrheitstabelle listet alle Eingangskombinationen auf; die hervorgehobene Zeile ist die von den Schaltern eingestellte.
Was zeigt das Experiment „Schaltung bauen“?
Baue deine eigene Schaltung aus Schaltern, Gattern und LEDs. Jede Leitung führt das Signal von einem Ausgang zu einem Eingang; ein Ausgang darf mehrere Eingänge treiben, ein Eingang hört aber nur auf eine Leitung. Signale laufen nur vorwärts — eine Leitung, die den Ausgang eines Gatters in seinen eigenen Eingang zurückführen würde (Rückkopplung), wird abgelehnt. Die Wahrheitstabelle der ganzen Schaltung passt sich beim Verdrahten an.
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