继电器实验室 · 数字逻辑的「第 0 章」

一个逻辑门 究竟从何而来?

在晶体管出现之前,计算机靠铜线与「咔哒」声思考。把机械继电器拖到画布上、连好线,看一个真实电路开始运算——衔铁吸合、触点打火,每一声咔哒都是 1940 年代机器的真实声响。这,就是每一个「与门」之下的物理层。

逻辑门并不神秘。 它只是被磁铁吸合的开关。

你用过的每一个门,归根结底都是三个物理概念。让我们一个继电器一个继电器地看它发生。

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1 · 电磁铁

让电流通过线圈,它就变成磁铁,把铁制衔铁吸向自己。

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2 · 触点

运动的衔铁拨动一个开关——接通一条通路,断开另一条。于是,电开始控制电。

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3 · 逻辑

把继电器串联起来就是「与」,并联就是「或」,换一个触点就是「非」。整套逻辑门——都用金属搭出来。

这不是动画, 而是仿真。

画布之下运行着一个真实的直流电路求解器。这里没有任何为了好看而造的假象。

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真实的电压与电流

用欧姆定律和基尔霍夫定律求解真实的节点电压与电流,灯泡按其消耗的功率而变暗或变亮。

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机械上的忠实还原

衔铁、弹簧与触点的几何运动都像真实硬件——22 毫秒的吸合,以及一个继电器触发下一个时的层层级联。

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真实的声音

每一声咔哒都是录制的欧姆龙继电器声,在触点接通或断开的那一刻精确响起。打开声音,听一台计算机思考。

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七种语言

整个实验室——菜单、标签、每一个示例——都支持 English、中文、日本語、Español、한국어、Deutsch 和 Français。

先是第 0 章, 然后向上攀登。

DigiSim 带你从一个「与门」一路走到可运行的 8 位 CPU。继电器实验室补上了它下面的那一级台阶——让你不只是「用」一个门,而是从金属开始亲手「造」一个门。准备好了,就继续往上爬。

  1. 1 继电器 你在这里
  2. 2 逻辑门
  3. 3 加法器
  4. 4 存储器
  5. 5 8 位 CPU

24 个电路, 随时可运行。

每个示例都已完整连线——加载它、拨动输入、看继电器层层级联。它们按 Charles Petzold《CODE》一书的章节顺序排列,整套示例读起来就像那本书。

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基础

  • 继电器
  • 串联开关(与)
  • 并联开关(或)
在实验室中打开
memory

逻辑门

  • 与非
  • 或非
  • 异或
  • 同或
  • 二选一多路器
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calculate

算术

  • 半加器
  • 全加器
  • 2/4/8 位加法器
  • 加法/减法器
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cached

反馈

  • 继电器振荡器
  • R-S 触发器
  • D 锁存器
  • D 触发器
  • 分频器
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save

存储

  • 1 位存储单元
  • 3 位行波计数器
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在读《CODE》吗? 把书里的每个电路都亲手搭出来。

Charles Petzold 的《CODE》把计算的故事从一支手电筒一路讲到 CPU——而继电器,正是它变得真实的地方。实验室的示例按书中章节排列,你可以读完一页,就看着它变成一台真正能运行的机器。

从「继电器」开始

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继电器实验室完全在你的浏览器中运行——无需账号即可拖拽、连线、运行全部 24 个示例。当你准备好使用完整工具箱——60 个元件、可保存的电路,以及通往 CPU 的完整路径——付费方案就在那里等你。

听一台计算机 思考。

打开实验室,放进一个继电器,拨动开关。(记得开声音。)

打开继电器实验室