Logisim安装和使用

Logisim是一款图形化的数字电路设计软件, 用户可以通过拖动相应的电路组件来设计数字电路并仿真运行. 后续我们使用的是Logisim-evolution, 它是Logisim的升级版, 提供了更丰富的组件. 但为了描述简便, 下文我们还是使用Logisim来指代这个升级版.

软件仿真的好处

通过Logisim这类仿真软件来搭建电路有如下好处:

免费: 无需采购真实的设备和元件
灵活: 可提供数量无限的元件, 电路设计不受面包板大小的约束
元件不会老化: 如果你用过面包板, 你可能会经历过因为元件损坏而调试半天的沮丧
安全: 无需担心短路等可能会引起事故的危险事件

环境需求

Logisim-evolution是一个Java程序，可以运行在任何支持Java运行环境的操作系统上。虽然它支持在Windows、Mac OS、Linux等各种主流系统上运行，但目前我们不要求大家使用Linux操作系统。如果你有一些Linux操作系统的使用经验，可以自己自己解决环境配置相关的问题，也可以使用Linux版本。

Logisim-evolution需要Java16以上的版本，在这里我们推荐Java17版本。如果想选择更新的Java21或Java22进行体验，只需要使用同样的方式下载对应版本即可。

可以访问Oracle官网的下载页面在新窗口中打开，并根据自己的操作系统进行下载。以Windows为例，大家会看到三种不同的下载方式： x64 Compressed Archive、x64 Installer、x64 MSI Installer。在这里我们推荐使用最简单的x64 Installer进行下载，它无需进行自定义的用户配置，可以直接指定目录下载。

下载安装

Logisim-evolution支持包管理器和源码编译两种方式，在这里推荐大家使用最简单快捷的包管理器方式进行下载。

如果你有条件访问Github，可以尝试访问Logisim-evolution项目的release页面在新窗口中打开。如果你不能打开这个页面，可以使用下文的网盘方式下载。如果你可以打开这个页面，则在最新的V3.8.0版本的Assets列表中找到适合你自己操作系统的安装包，点击即可下载安装包。如果你使用x86的Windows，请选择logisim-evolution-3.8.0-x86.msi；如果你使用Mac OS，请选择logisim-evolution-3.8.0.dmg。

如果你没有配置科学，无法访问Github，则可以通过我们提供的网盘方式进行下载。我们提供了x86 Windows和Mac OS两种环境的安装包。

如果你使用Windows，通过以下网盘链接下载压缩包：

链接：https://pan.baidu.com/s/1sZDZ3EWgtzVfCelfl0OJ2Q?pwd=q4aq
提取码：q4aq

解压后你会看到两个文件jdk-17_windows-x64_bin.exe和logisim-evolution-3.8.0-x86.msi，请先运行jdk-17_windows-x64_bin.exe配置Java环境（你只需要调整一下下载路径然后下一步即可），然后运行logisim-evolution-3.8.0-x86.msi进行安装。

如果你使用Mac OS，通过以下网盘链接下载压缩包：

链接：https://pan.baidu.com/s/19tOKo1FD-zAyiIquhIKh1A?pwd=l5j2
提取码：l5j2

解压后你会看到两个文件jdk-17_macos-x64_bin.dmg和logisim-evolution-3.8.0.dmg，请先运行jdk-17_macos-x64_bin.dmg配置Java环境，然后运行logisim-evolution-3.8.0.dmg进行安装。

安装Logisim

根据上述步骤安装Logisim. 安装后, 尝试打开Logisim, 检查软件能否正确运行.

探索Logisim

切换中文语言

如果你的英文阅读能力尚可, 我们还是建议你使用英文语言. 如果你希望切换到中文版本, 可以通过点击菜单的File->Preferences, 在弹出的对话框中选择International选卡, 然后将Language设置为中文.

但中文翻译有的词汇使用并不标准, 例如将library翻译为图书馆. 因此后续讲义中介绍Logisim时主要还是给出英文词汇, 并在括号中给出中文版的翻译.

在Logisim中设计你的第一个数字电路

你的第一个任务是RTFM: 点击菜单的Help(帮助)->Tutorual(教程), 将会弹出Logisim官方文档中的初学者教程. 教程分6个部分, 你需要一边阅读教程, 一边在Logisim中完成相关的操作, 以此来熟悉Logisim的使用.

官方教程中的某些中文翻译并不标准, 截图内容也仍然是英文的, 不过这些并不会对你的理解造成太大障碍, 必要时可以将语言切换回英文, 阅读原版教程以理解其确切含义.

探索Logisim的图形界面

阅读Logisim官方文档中的The graphical interfaces(图形界面) 部分和Menu reference(菜单参考)部分, 了解一些功能和基本操作.

对于一个电路模块来说, 输入和输出是非常重要的: 输出能够帮助用户直接观察电路的运行结果, 而改变输入能够检查电路在各种状态下的行为是否符合预期. 简单探索过Logisim后, 此处介绍一些常用的输入输出元件:

输入元件: Button(按钮), Dip Switch(拨码开关)
输出元件: LED, 7-Segment Display(7段数码管)

RTFM了解元件的功能

在官方文档的目录中找到Library Reference(电路元件库参考手册)->Input/Output library(输入/输出), 阅读上述输入输出元件的功能.

使用Logisim设计你感兴趣的电路

通过教程掌握Logisim的基本使用方式后, 尝试探索Logisim中的其他元件和功能. 然后发挥你的想象力, 设计一个你觉得有意思的数字电路, 并尝试仿真运行, 检查结果是否符合你的预期.

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