Template:Mcrs diagrams
邏輯門可以想像成是一個會返回輸出結果的簡易裝置,輸出結果由輸入以及邏輯門的規則決定。舉個例子,若且唯若兩個輸入到與門的訊號都為 '真'(也就是啟動狀態),與門才將'真'作為輸出結果。欲知更深入的資訊和更好的解釋可以閱讀維基百科:邏輯門。
下面是一些基礎邏輯門的示例圖示和MC紅石模擬圖。除此之外,另有許多不同於下面的方法來建造邏輯門。您可以參考任意一種方案以滿足您需要。大部分電路有許多種不同的接法,不同的接法可能在某些方面有優勢,卻在某些方面有劣勢(如電路規模,電路複雜程度,電路效率以及維護花費)。
須知 :
- 「1刻」 是"紅石火把接收電能"以及"紅石火把的開和關(由紅石火把初始狀態決定)"之間的延遲。
- 紅石中繼器透過右鍵點擊可以設定延遲為1、2、3、4刻。一刻等於0.1秒,一個遊戲週期等於0.05秒。詳見主條目,遊戲週期。
- 快速脈衝(即衝激串訊號)發生器對於中繼器來說太快了。
- 有時,對邏輯門設計簡潔性的追求可能會導致輸入或輸出「非獨立」。所謂「非獨立」——以「輸入非獨立」為例,指如果運用不當的話,不同的輸入訊號之間可能會互相影響(比如說輸入端A輸入的訊號竟然傳到了輸入端B)。
基礎邏輯門圖示
活塞電路
活塞電路是採用活塞來實現邏輯門功能的電路。在某些情況下,活塞電路能夠比傳統的邏輯門電路規模更小。
一些特定的電路,例如特定占空比的時鐘訊號發生器,或是脈衝寬度不為整數的脈衝,採用活塞更為穩定與方便。
電路符號
每個符號代表從上面看下來,豎直方向堆疊的一到三個方塊(大多數情況下是一或兩個)。所有的描述都是相對于于一個您所要建造邏輯門在上面的「地面」而言的
非門(¬)
非門(反相器)
輸入為淺藍色羊毛,事實的非門為白色羊毛,輸出為紅色羊毛。控制桿與紅石燈僅作展示功能用
非門(NOT gate)使輸入訊號反相輸出的裝置,也因此稱「反相門」或者「反相器」。故如果輸入為1/高電平/啟動態,輸出就為0/低電平/非啟動態。
| A | ¬A |
|---|---|
| 1 | 0 |
| 0 | 1 |
| 設計方案 | A | B |
|---|---|---|
| 尺寸 | 2x1x1 | 1x1x3 |
| 紅石火把數量 | 1 | 1 |
| 紅石粉數量 | 0 | 0 |
| 輸入獨立? | 是 | 是 |
| 輸出獨立? | 是 | 是 |
或門(∨)
三輸入(a/b)和四輸入(c)的或門
一個簡單的或門。輸入為淺藍色羊毛,事實上的或門為白色羊毛,輸出為紅色羊毛。控制桿與紅石燈僅作展示用
或門(OR gate)只要至少有一個輸入端訊號為真,它就會輸出訊號真。
圖示A是一個簡易版本的或門:僅僅是一個連接著輸出和輸入的紅石線。不過這也導致這個或門的輸入非獨立,所以特定的一個輸入訊號只可用於這一個或門中。如果你想在其他地方使用輸入端訊號,必須使用紅石火把(版本B)或者紅石中繼器來隔離訊號。
版本C可以在水平方向將獨立的輸入訊號擴展到至多14個(由橫向的「總線」的訊號傳遞距離限制決定), 並且比版本B快一個紅石週期。然而,由於一個紅石中繼器需要三個紅石粉來製作,故版本C需要較多的紅石粉。
版本D為縱向設計。雖然其輸入端並不一定要與輸出端隔離,如果要隔離的話還是可以簡單地用一個1刻中繼器放在B輸入端前。本版本只能有兩個輸入,但也是唯一縱向版本。
版本E利用了諸如倒置半磚與螢石塊等透明方塊的特性:他們鋪設紅石線時只能向上傳導,而無法向下傳導。故本設計與C方案都具有相當強的可擴展性。
注意到事實上,版本B就是反相的或非門。
| A | B | A∨B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
| 設計方案 | A | B | C | D | E |
|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 | 1x1x1 | 1x3x2 | (2n-1)x1x2 | 3x3x1 | 1x2x(n-1) |
| 紅石火把數量 | 0 | 2 | 0 | 2 | 0 |
| 紅石粉數量 | 1 | 1 | 2n-1 | 4 | n-1 |
| 輸入獨立? | 否 | 是 | 是 | 只有A(B必須使用中繼器) | 是 |
| 輸出獨立? | 否 | 是 | 是 | 只能相對於A(兩者都使用中繼器才均獨立) | 是 |
| 最大輸入數 | 3 | 3 | n | 2 | n |
或非門(⊽)
或非門的設計
或非門(NOR gate)只有在至少一個輸入端訊號為真時,輸出訊號假。所有的邏輯門可以用這個非或門或者與非門來製作。在Minecraft中,這是一個基礎邏輯門,由一個紅石火把來實現。一個紅石火把最多可以有4個相互獨立的輸入端(設計版本B),不過3個輸入端的版本讓人感覺比較舒服(設計版本A),並且所有輸入端都是可選的。只有一個輸入端的紅石火把是一個非門,沒有輸入端的紅石火把是「真門」(也就是電源)。如果需要4個以上的輸入端,玩家可以用一個非隔離輸入訊號的或門和一個用來隔離輸入訊號的非門配合使用,或者根據邏輯代數公式A ⊽ B ⊽ C = A ⊽ ¬(B ∨ C),用多個或非門也可以實現。
| A | B | A⊽B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 |
| 設計方案 | A | B |
|---|---|---|
| 尺寸 | 2x1x1 | 2x3x3 |
| 紅石火把數量 | 1 | 1 |
| 紅石粉數量 | 0 | 5 |
| 輸入端數量 | 3 | 4 |
| 輸入獨立? | 是 | 是 |
與門(∧)
與門的設計.
標準與門。輸入為淺藍色羊毛,事實上的或門為白色羊毛,輸出為紅色羊毛。控制桿與紅石燈僅作展示用
3輸入與門
與門(AND gate)只有在所有的輸入都為真時,才會輸出真。這種行為方式相當於一個三態緩衝器,輸入端B就像一個開關,但它關閉後,輸入端A就與電路其他部分斷路了。不過與現實生活中的三態緩衝器不同的是,Minecraft裡不可以驅動低電壓。(請參考維基百科來獲知更多資訊)
一個應用例子是建造一個可以鎖住的門,如果要開門,就需要同時按鈕按下以及鎖(通常是控制桿)打開的情況下啟動按鈕。
設計方案D、E與G均為縱向設計。圖示中的方案D是從側面看過去的。
| A | B | A∧B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 0 |
| 設計方案 | A | B | C | D | E | F | G |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 | 2x2x3 | 3x2x2 | 2x1x3 | 4x5x1 | 5x3x1 | 1x2x3 | 4x3x1 |
| 紅石火把數量 | 3 | 3 | 0 | 3 | 3 | 0 | 1 |
| 紅石粉數量 | 1 | 2 | 0 | 1 | 2 | 0 | 3 |
| 中繼器數量 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 粘性活塞數量 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
與非門(⊼)
與非門的設計
與非門(NAND gate)在所有的輸入都為真時,輸出假。設計方案C為縱向的。
| A | B | A⊼B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 |
| 設計方案 | A | B | C |
|---|---|---|---|
| 尺寸 | 1x2x3 | 2x1x2 | 3x3x1 |
| 紅石火把數量 | 2 | 2 | 2 |
| 紅石粉數量 | 1 | 1 | 3 |
| 輸入獨立? | 否 | 否 | 只有A輸入端 |
異或門(⊻)
異或門的設計
基於螢石的異或門方案J
異或門(XOR gate)在輸入訊號不同的時候輸出真,否則輸出假。也就是說,若且唯若一個輸入訊號為真,才會輸出真。在異或門的輸出端加一個非門可以做成一個同或門,同或門只有在輸入訊號相同時輸出真。一個有趣的特性是,一旦異或門或者同或門的輸入端訊號發生改變,它們的輸出端總會改變,這就使得製作一扇需要兩個控制桿配合才能打開或關閉的門或者其他裝置有了可能:改變任意一個控制桿,都會改變門的狀態。
設計版本D沒什麼用途,除非你想用控制桿來控制電路。
設計版本F是最節省空間的版本,如右圖所示,但請注意A、B輸入端連入的那兩個方塊上的紅石火把,為了使本版本正常工作,那兩個紅石火把上方需要各放一個方塊(紅石火把在第二層,放上去的方塊即位於第三層)。
設計版本I可以依照可用空間任意選擇輸入端中繼器的來向,下方也可以(但要注意充能規則)。
| A | B | A⊻B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 0 |
| 設計方案 | A | C | D | E | F | G | H | I | J |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 | 5x2x3 | 5x1x5 | 3x2x3 | 5x2x4 | 3x3x3 | 5x2x2 | 4x1x3 | 4x2x3 | 4x3x3 |
| 紅石火把數量 | 5 | 3 | 3 | 3 | 5 | 8 | 1 | 3 | 3 |
| 紅石粉數量 | 6 | 14 | 3 | 12 | 4 | 4 | 2 | 6 | 9 |
| 紅石中繼器數量 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 | 2 | 0 |
| 粘性活塞數量 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 螢石二極管數量 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 3 |
| 速度(紅石刻) | 3 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 0-2 | 2-3 | 1-2 |
| 需要控制桿? | 否 | 否 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 |
同或門(≡)
同或門的設計
在邏輯學裏,常常用"若且唯若"("iff")。若且唯若輸入端訊號相同,同或門(XNOR gate)會輸出訊號真。換句話說,兩個輸入訊號中的任何一個發生改變,輸出訊號都會發生改變。同或門可以方便地由在異或門的輸出端或者其中一個輸入端加非門來實現。一個Minecraft裡同或門應用的例子是連接兩個安裝在同一個門上的控制桿。
| A | B | A≡B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 |
| 設計方案 | A | B | C | D | E | F | G |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 尺寸 | 4x2x3 | 4x2x3 | 2x4x5 | 3x3x5 | 4x2x5 | 4x2x5 | 3x2x5 |
| 紅石火把數量 | 6 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| 紅石粉數量 | 5 | 5 | 7 | 7 | 10 | 9 | 3 |
| 中繼器數量 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 速度(刻) | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 輸出位相 | 正 | 正 | 正 | 正 | 正 | 反 | 正 |
| 需要控制桿? | 否 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 | 否 |
蘊含門(→)
蘊含門的設計方案
蘊含門(IMPLIES Gate)是一種執行實質條件運算的裝置。當A → B的執行為假時,蘊含門返回假。也就是說,如果起因A為真,但結果B為假,則蘊含門返回假。通常我們也將這個概念讀成「如果A那麼B」,或者「B或非A」。
蘊含門也可以理解為「A小於等於B」(A<=B),結果1代表真,0代表假。
設計版本C在輸出為真時需要2個週期,輸出為假時只需要1個週期。如果你必須同步輸出週期,一般會用紅石中繼器來延遲1個紅石週期從而使輸出同步。
| A | B | A→B |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 |
| 設計方案 | A | B | C | D |
|---|---|---|---|---|
| 尺寸 | 2x2x1 | 2x1x2 | 2x3x2 | 1x3x2 |
| 紅石火把數量 | 1 | 1 | 3 | 1 |
| 紅石粉數量 | 1 | 1 | 2 | 2 |
| 速度(刻) | 1 | 1 | 2 | 1 |
| 輸入獨立? | 只有A | 只有A | 是 | 只有A |
| 輸出獨立? | 否 | 否 | 是 | 否 |
參考
