Digitale Schaltungen simulieren und erstellen

Das Buch bietet einen fundierten und zugleich praxisnahen Einstieg in die Welt der Digitaltechnik. Schritt für Schritt vermittelt Erik Bartmann die Grundlagen digitaler Schaltungen – von Bits und Logikgattern über Zahlensysteme und binäre Operationen bis hin zu komplexeren Baugruppen wie Zählern, Multiplexern, Speichern und der ALU. Im Mittelpunkt steht das didaktisch bewährte Konzept des Lernens durch Simulation. Mit der Open-Source-Software Logisim-evolution werden digitale Schaltungen anschaulich entwickelt, getestet und analysiert. Ergänzend dazu ermöglichen praxisorientierte Experimente den direkten Bezug zur realen Hardware und schlagen die Brücke zwischen Theorie und Anwendung. Nach einer Einführung in logische Grundgatter (AND, OR, NOT, XOR, XNOR) und deren Kombinationen behandelt das Buch systematisch Zahlensysteme, Halb- und Volladdierer, KV-Diagramme sowie Rechenoperationen inklusive Addition, Subtraktion und Multiplikation. Es folgen vertiefende Kapitel zu Flipflops, Registern, Zählern, Komparatoren und Speichern (RAM, ROM), bevor mit der konkreten Umsetzung einer arithmetisch-logischen Einheit (ALU) ein zentraler Baustein moderner Prozessorarchitekturen erarbeitet wird. Praxisprojekte wie eine LED-Matrix, ein elektronischer Würfel oder eine Ampelsteuerung verdeutlichen die Anwendung des Erlernten. Darüber hinaus gewährt das Buch Einblicke in TTL-Bausteine der 74xx-Reihe sowie in die Transistor- und FET-Logik und vermittelt damit ein tieferes Verständnis der physikalischen Grundlagen digitaler Schaltungen. Das Werk richtet sich an Studierende technischer Fachrichtungen, Auszubildende im Bereich Elektrotechnik und Informatik sowie an alle, die sich strukturiert und praxisorientiert in die Digitaltechnik einarbeiten möchten. Durch die klare Darstellung, zahlreiche Experimente und konsequente Visualisierung mit Logisim-evolution wird komplexe Digitaltechnik nachvollziehbar, greifbar und anwendungsorientiert vermittelt.