红石
、
触发器
、
锁存器
这些物品是红石电路的主要构成部分,同时也是其基本构成物品,在后面的部分,按照从左到右的顺序分别为:
红石火把:输出红石信号
按钮:能够输出一个红石脉冲信号(即按下按钮时会输出一个信号)。
拉杆的作用是输出一个连续的红石信号,当拉杆被打开的时候,其作用等同于红石火把。
踏板:
石头踏板:被人或动物踩下输出连续的红石信号
木头踏板在被人、动物或者物品压住时,会输出连续的红石信号。
红石粉末:传导红石信号
红石中继器是一种能够单向传输并且增强红石信号的装置,它还有一个很实用的功能,那就是可以设置4档延迟。
活塞:
普通的活塞有着这样的特性:当接收到红石信号的时候,它就会将活塞臂伸出,从而把方块从活塞处推离。
粘性活塞有这样的特性:当它接收到红石信号的时候,其活塞臂就会伸出去,从而把方块从活塞处推离;而一旦红石信号断开,活塞臂又会将方块拉回。这种粘性活塞在很多红石电路相关的装置中发挥着独特的作用,比如一些自动化的建筑结构中,它可以在信号的控制下精准地对特定方块进行推动和拉回操作,从而实现复杂的机械运动。
前边的是探测铁轨,当矿车经过时会输出红石信号。
充能理论:
在Minecraft里,所有不透明的方块均能够被“充能”。倘若一个方块已经被“充能”了,那么这个方块就能够充当电源,具备向与之相邻的“电器”方块供电从而让其工作的能力。(这里对于“相邻”的定义为:一个方块的形状是正方体,而正方体存在6个面。这也就意味着与一个方块的任意一个面相接触的方块,其数量最多可能达到6个,这些方块就被叫做“与该方块相邻的方块”。值得一提的是,这种“充能”机制是Minecraft游戏中独特的能量交互体系的重要组成部分,它为游戏里各种基于方块的电器设备提供了动力来源的可能性,大大增加了游戏中玩家构建复杂电路和自动化设施的趣味性和可行性。)
以下任意一种情况所描述的方块均处于“强充能”状态:
电源本身如果处于正常工作的状态(就像一个正在亮着的红石火把那样),
有这样一种方块,开关附着于其上(需要注意的是,许多组件都能够充当开关。所谓“开关附着的方块”,可以是位于压力板下方的方块,也可能是拉杆或者按钮所依附的方块等等)。
一个开关所在的方块(也就是这个开关本身),
位于亮着的红石火把上方的那个非透明方块,
位于红石火把上方的那个方块。
红石中继器所指向的方块
如果处于以下任意一种情况,那么所提到的方块就属于被“弱充能”的状态:
导线在被激活的时候(也就是红石线直接接触被强力充能的方块这种情况),
被激活的导线下方的方块,
导线在其形状上所指向的非固体方块
当然电路还有重力块,玻璃,普通块和莹石构成
在各种各样的情形之下,部分机构会呈现出不一样的供电特性。举例来说:
当一个方块处于充能状态的时候,附着于这个方块之上的红石火把就会熄灭,如此一来,它也就无法再为其他方块充能了。
如果一个方块被充能,与其相邻的门会打开。
若有一个方块处于充能状态,并且此方块为音符盒或者发射器的话,那么这个方块要么会发出特定的音符,要么就会进行一次发射操作。
要是有一个方块处于被充能的状态,并且其附近有位于T型道岔交叉处的铁轨相毗邻的话,那么这些铁轨就会改变形态。
当一个方块处于充能状态时,那些和这个方块有着特定空间联系的活塞就会被激活。
在这里,能够看到一个处于充能状态的方块,与此同时,还能够激活其旁边的部分方块呢。
红石粉末是红色的,它会自动与相邻的红石粉末相连接。在未被激活时,其颜色为暗红色;而被激活之后,就会呈现出亮红色。要知道,红石粉末的传输是有一定距离限制的,这个距离为15格哦(=w=)。
供电理论
当诸如门、铁轨、TNT、活塞、活板门、红石灯、发射器或者栅栏门这样的东西,其相邻的方块被充能时,它们自身就会被激活。比如说吧,在门的旁边放置一个红石火把,这就能将门的状态转变为“开启”。同样地,站在与门直接挨着的压力板上,门也会开启。不过呢,要是站在和门相隔达到两个方格的压力板上,门是不会开启的,原因在于电能没有传递到与门相邻或者门正下方的方块里。给设备提供能量的方块,其充能强度并不会对激活的结果产生影响。活塞自身还有一些比较独特的激活特性,而这正是方块更新感应器(BUD)的原理所在。 在这个游戏(这里可推测是类似《我的世界》这种涉及红石电路相关机制的游戏,通过增加这样的推测内容来扩写)里,这些机制构成了复杂且有趣的交互系统。玩家需要深入理解这些规则,才能更好地构建各种红石装置。例如,在设计一个自动门装置时,就需要精确地把握压力板与门的距离关系,以及能量传递的原理,这样才能确保自动门按照预期的方式工作。而活塞的特殊激活特性在一些复杂的红石机关中更是起到了关键的作用,像一些隐藏的陷阱或者自动的建筑结构扩展等功能,都依赖于活塞的这种特性以及整个能量激活系统的运作机制。
红石线仍然是上述规则唯一的例外情况。当红石线呈现为点状时,它的性能表现和普通的弱充能方块没有差别,这就意味着它能够给毗邻的方块供电。不过,要是红石线呈现有一定指向的线状,并且被激活的红石线没有指向那些等待供电的方块,那么即便红石线自身处于弱充能状态,那些与红石线相邻的等待供电的方块也无法被激活。在我的世界这个游戏里(补充的新内容,以我的世界游戏中的红石电路为例进行扩充),红石电路的构建需要遵循许多规则,红石线的这种特殊性质就是其中一个容易被玩家忽视的部分。很多新手玩家在构建电路时,往往会因为不了解红石线的这一特性而出现电路无法正常工作的情况,这就需要他们不断地去探索和熟悉红石系统的规则。
要想在一定距离之外给设备供电,就得把电能从活动电源传导至设备,这正是红石线的最主要用途。就像前文所讲的那样,红石线实际上属于“其所在的方块”,而非“其所附着的方块”。红石线自身存在两种状态,即激活状态(也就是充能状态)和未激活状态(也就是释能状态)。而且,在很多复杂的红石电路系统中,这种电能传导功能是实现各种自动化装置的关键基础。红石线的这两种状态转换,可以用来控制诸如活塞、门等多种装置的运行,为构建各种创意性的结构提供了可能。
要激活红石线,最简单的方式莫过于在它的附近放置红石火把或者开关了。哪怕红石火把或者开关是附着在墙壁侧面且位于红石线上方,红石线也能够被激活。需要注意的是,红石线在游戏机制里是一种非常有趣的元素,它就像一条能量传输的脉络,连接着各种红石装置。无论是建造复杂的机关,还是简单的自动化设备,红石线的激活都是其中非常关键的一步。红石火把和开关作为常见的激活红石线的工具,它们的摆放位置有着一定的灵活性,只要满足在红石线毗邻处这个基本条件,或者像上述提到的即使在红石线上方且附着于墙壁侧面这种特殊位置,都能达成激活红石线的目的。
红石火把其本质上就是一个处于充能状态的设备。它在默认情况下是处于“开启”状态的,不过呢,一旦红石火把所附着的方块被用其他方式进行充能,红石火把就会熄灭。红石火把的这一特性,在和红石线搭配使用的时候,就构成了多种比较高级的红石机构以及电路的根基。值得一提的是,这种搭配所构建的红石机构与电路在很多复杂的红石系统中都起着不可或缺的作用,比如在一些自动门控制装置或者复杂的红石信号传输网络里,红石火把与红石线的这种配合就像是构建高楼大厦的基石一样,缺了它们,整个系统就无法正常运行。
您得时刻留意充能规则并严格遵循,否则可能会出现您不愿看到的状况。例如,当一个压力板被激活后,压力板所在的方块以及其正下方的方块就会被充能。您还需要注意到,再往下一层的红石线也会被激活,这是因为与红石线相邻的方块(处于红石线上方、压力板下方)被强力充能了。不过,要是把红石线换成红石火把的话,红石火把并不会熄灭。实际上,放置在压力板下方方块再往下的红石火把会一直为方块充能,这就使得压力板的功能形同虚设了。 我们在进行各种操作的时候,一定要对这些规则有深入的理解。因为在这个复杂的红石系统中,每一个元素之间都有着微妙的联系。像压力板、红石线和红石火把,它们的状态相互影响,任何一点疏忽都可能导致整个装置无法按照预期运行。这种关联不仅仅是简单的上下层关系,还涉及到充能的传递和对周围元素的影响等多方面的因素。这就要求我们在构建或者调整红石装置时,必须要谨慎地考虑每一个元素的特性和它们之间的相互作用。
存在着部分方块,要是不把红石线对准它们的话,红石线是不会自行连接上去的。然而,还有另外一些方块,就如同图里所展示的中继器那样:
红石粉末能够自动连接到高度差为1的方块上呢。你去瞧瞧那两个叠放在一起的方块上的红石粉末,它并没有和下面的方块连接在一起哦。
与其他方块相比,红石有一个能够用于诸多事务的优势,那就是它不会阻碍下方的信号向上传输。例如在一些复杂的电路系统构建中,这个特性就显得尤为重要。很多时候,我们需要信号在不同层级之间顺利传递,而红石的这一特性就避免了信号受阻的情况发生,从而确保整个系统能够按照预期正常运作。
方块上的红石能背红石信号熄灭
红石无法穿透方块进行传递,在这种情况下就必须使用中继器了。 在我的世界这款游戏里,红石线路是构建各种复杂装置的重要元素。红石就像是一种特殊的能量传导物,但它存在一定的局限性,那就是它不能穿过方块来实现传递功能。这个时候,中继器就派上用场了。中继器是一种专门设计用于红石电路的装置,它能够有效地解决红石不能穿透方块传递信号的问题,从而保证红石电路的正常运行,进而使得玩家可以顺利构建出更多复杂且功能强大的游戏装置,像自动门、隐藏的机关等等。
红石火把具备激活其上方方块上红石线的能力,并且红石线能够对下方方块中斜插着的火把产生影响。在红石电路系统中,红石火把作为一个重要的元件,它的这种激活能力是整个电路运行逻辑中的一环。红石线的作用范围延伸到下方斜插火把的方块上,这种影响关系在构建复杂红石电路结构时是需要被仔细考虑的,比如在设计自动门或者陷阱机关等红石装置时,红石火把、红石线以及斜插火把之间的这种关联都会对装置的功能产生重要影响。
拌线器的安装方式是这样的:在两个方块上各安装一个,于二者中间放置蜘蛛丝。当有人从这里经过的时候,它就能够输出红石信号。
逻辑电路:
逻辑电路,指的是能够执行特定逻辑运算并且反馈结果的电路。
在Minecraft里,电路仅有“有信号”和“无信号”这两种状态,接下来我们会用1和0来对其进行表示。
非门:
还记得之前提到过的那个特性吗?就是当火把所在的方块被充能时,火把会熄灭。利用这一特性,我们便能制造出非门电路了。
所谓的非门,其实是一种逻辑电路,其特点是输出与输入相反,在某些地方,非门也被称作反相器。
那么,非门来到地球是出于什么目的呢?难道仅仅是为了将信号颠倒吗?这实在是有些令人疑惑啊。
非门这货,用途大着呐=A=。。
在Minecraft早期还没有中继器的时候,我们能够运用“双非门”这种方式。所谓“双非门”,就是把两个非门串联起来,从而实现电路的延长。这一原理就是输入的信号先被反相,再次反相。在那个时期,这是一种很巧妙的电路延长手段,玩家们利用这种方式来弥补没有中继器的不足。因为在游戏中构建电路系统时,常常会遇到需要延长电路的情况,而“双非门”就成为了当时的一个实用解决方案。
或门:
当多个输入端中任意一个或多个为1时,输出1
当全部为0时才输出0
那么0.0再给这玩意加上个非门,就成了。
或非门:
当其中任意一个或多个输入端为1时,输出0
当全部为0时才输出1
与门:
当所有输入端都为1时才输出1
其实分解出来,就是3个非门
如果去掉一个非门(要知道,去掉一个非门的效果就等同于再加上一个非门,这就像直通和双非门是一样的道理呢,=w=),这样就会转变成与非门了。
当所有输入为1时输出0
锁存器、触发器
锁存器(Latch)和触发器(Flip - flop)属于非常有效的1位(1bit)存储单元。一般而言,单个逻辑门的输出信号会随着输入信号实时发生改变,然而锁存器与触发器却有所不同,它们能够存储输入的数据,并且经过一段可控制的时间之后再输出。凭借这些组件的构建功能,我们可以做到在输入不变的情况下,依然能够得到输出的执行结果,这种电路被称为“时序逻辑”。正是由于锁存器和触发器具备这样的特性,那些仅仅依靠逻辑门依次级联无法构建的计数器、长周期时钟以及大规模复杂存储装置才得以成为可能。 我们可以进一步深入理解,在数字电路的体系中,存储单元起着至关重要的作用。像锁存器和触发器这样特殊的存储单元,为电路设计提供了更多的灵活性和功能性。在构建更为复杂的电路系统时,比如涉及到数据的临时存储、顺序控制以及状态记忆等功能时,锁存器和触发器的价值就更加凸显出来了。它们所具备的存储输入数据并延时输出的能力,打破了普通逻辑门输出随输入实时变化的局限,为实现多种复杂功能的电路开辟了新的途径。
“锁存器”和“触发器”这两种称呼,实则指向同一类机构。它们之间存在着一些细微的差别,具体如下:
“锁存器”大多被用于数据的存储或者隔离,其触发方式基本上为电平触发。
“触发器”通常被用于在触发条件达成之后,针对输出开展特定的操作。其中,边沿触发这种情况较为常见(当然,也有电平触发这种类型存在,不过电平触发的触发器存在很大的缺陷,这一点将会在下文阐述)。
每个红石锁存器或者触发器,其核心部件都是RS或非锁存器。鉴于它在触发器与锁存器当中处于基础的地位,因此在部分教科书里,也会将其命名为“RS基本触发器”。RS或非锁存器是由两个或非门组成的,这两个或非门的输入与输出相互连接成环。RS或非锁存器具有对称性,这就导致了一个问题,那就是在没有接入其他逻辑结构以构建复杂结构的情况下,很难确定哪一种状态能够代表“设定(Set)”某一个任意结果。锁存器一般有两个输入端口,其中一个被称作“设定(Set)”输入,另一个则被叫做“复位(Reset)”输入,而这两个输入端口是用来控制存储数据的。触发器的工作原理是在RS锁存器的周围环绕逻辑门,从而实现特定的功能。 扩充后: 每个红石锁存器或者触发器,其最为关键的核心部件无疑就是RS或非锁存器了。在整个触发器与锁存器的体系之中,它处于非常基础的位置,就像是大厦的基石一样重要。正因为如此,在一部分的教科书里面,人们也会赋予它“RS基本触发器”这样的名称。RS或非锁存器的构成是比较独特的,它是由两个或非门组合而成的,这两个或非门之间的关系很特殊,它们的输入与输出是彼此连接成环的形式。RS或非锁存器所具有的对称性是一把双刃剑,它带来了一个比较棘手的问题,在没有额外的逻辑结构接入从而构建起复杂结构的时候,想要确定哪一种状态能够代表“设定(Set)”某一个任意结果是非常困难的。锁存器这种元件,在通常情况下会具备两个输入端口,这两个端口各司其职,其中一个端口被大家命名为“设定(Set)”输入,另外一个端口则被叫做“复位(Reset)”输入,这两个输入端口在锁存器控制存储数据的过程中发挥着不可替代的作用。而触发器的工作原理呢,就是在RS锁存器的周围环绕逻辑门,这些逻辑门就像是一个个小助手一样,共同协作来实现特定的功能,这些功能对于整个电路系统的正常运行有着非常重要的意义。
RS锁存器具有这样的功能:能够对一个单位的数据予以锁定,也就是说,其输出端能够保持为1或者保持为0的状态,直至设定端或者复位端接收到信号为止。
它有4个端口
与火把连接的两个分别为Q与Q非
另外还有R和S这两个。当Q和Q非的输入信号无法改变状态时,在那些可能存在相互干扰的电路里,输出端最好是使用两个Q。否则的话,四个端口中会有两个总是相同的情况,另外两个总是能够进行设置的。关于S端和R端的命名,其实怎么叫都可以啦。反正能够改变数据信息的就是R和S这两个端口。可以在R和S上安装一个按钮,比如说,现在如果按下右边的按钮(我没有在图上放置按钮),那么右边的两个端口就会变成1,要是再按下左边的按钮,就又会变成0了。这就是为什么把其中一个叫做Set(置位),而把另一个叫做Reset(复位)的原因了。总的来讲:
它能够将一个单位的数据锁定,也就是说,其输出端能够保持为1或者保持为0的状态,直至设定端或者复位端接收到信号。
RS锁存器或许是在Minecraft里能够被制作出来的最小型的存储装置。Q非代表的是Q的反相,这意味着,要是Q的值为1,那么Q非的值就是0;反之,当Q为0时,Q非就会是1。这也就表明,在一些情形之下,你能够直接选择自己所需的输出是正相还是反相,这样一来,当需要反相输出的时候,就不必再在Q的后面额外添加上一个非门了。 我们知道,在Minecraft这个充满创意和无限可能的游戏世界里,各种电路装置的设计与运用都有着独特的规则和逻辑。像RS锁存器这种最小的存储器装置,它的功能虽然看似简单,却在整个电路系统中有着不可或缺的作用。无论是构建复杂的自动化设备,还是简单的信号控制,对于Q和Q非这种正相和反相的关系理解透彻,都有助于玩家更好地发挥自己的创造力,设计出更高效、更符合需求的电路布局。
有一个非常基本的例子,那就是运用它打造一个警报系统。在这个系统里,压力板充当传感器,一旦被玩家或者怪物踩中,像红石火把之类的警告灯就会亮起,而且会持续亮着,直至有人按下复位按钮为止。
可以通过在RS锁存器的两个输入端(S和R)各放置一个与门的方式来实现对RS锁存器的启用或者禁用。把这两个与门的输入端连接到第三个输入端E上。当E为真的时候,锁存器就能正常运行;而要是E不为真,锁存器的输出状态就不会发生改变。这种锁存器又被叫做门控D锁存器。 进一步来说,在数字电路相关的知识体系里,这种通过与门以及特定的连接方式来控制锁存器的启用和禁用是非常重要的概念。它有助于在设计电路时准确地控制信号的传输和存储,避免不必要的信号干扰或者数据丢失等情况的发生。
先讲下时钟电路吧
时钟电路,这里所说的时钟呢,实际上就是一种能够按照特定的时间间隔周期性地发送信号的电路。在Minecraft这款游戏里,速度最快的时钟发生器,其频率能够达到10Hz,这就意味着每过0.1秒它就会发出一个脉冲信号。而且,这种时钟发生器在游戏中的很多复杂机制里都有着重要的作用,比如它可能会影响到一些自动化设备的运行节奏,像自动农场里作物的收割时间间隔就可能会与这个时钟发生器的脉冲信号相关联,因为很多自动化设备需要依据固定的时间间隔来执行相应的操作。
,这里有5个火把的脉冲,这种脉冲能够生成稳定的脉冲信号,其速度处于一种不快也不慢的状态。 这5个火把所产生的脉冲信号具有一定的独特性。从图中我们可以清晰地看到,这种由火把形成的脉冲,在产生稳定脉冲信号方面有着特定的表现。这里所说的“稳定”,意味着信号在产生的过程中不会出现较大的波动或者不规则的变化。而“不快不慢”的速度,也是这个脉冲信号的一个重要特征,它既不会太快以至于难以控制或者在相关的应用场景中产生诸如信号接收不及时等问题,也不会太慢而影响到正常的功能或者运作流程。
我记得在之前的版本里,3火把脉冲是相当不稳定的。它的速度要比前面提到的那种快(这可已经是高频了哦=w=,可别随便乱弄)。
在之前的版本里,我记得3火把脉冲是相当不稳定的。它的速度要比前面提到的那种快(这可是高频的情况哦 =w=,所以可别随便乱操作)。
4火把高速稳定
以上两个6火把高速稳定
我们还能够通过将中继器首尾相连的方式构建脉冲电路。这么做的优势在于它具有较高的灵活性,能够对时间进行自由调整。而且,这种构建方式在一些复杂的电路设计中可能会带来更多的创意性,例如在一些需要精准控制信号时间间隔的特殊电路场景下,它能依据具体需求迅速作出调整,这是其他构建方式可能难以实现的。
美国旗袍文化艺术协会