红石电路--从入门到精通 全图文解说 - 副本.docx

第一篇 红石电路入门基础1 红石是什么红石是由红石矿石（Redstone Ore 可以在地下深层发现，需要铁矿镐开采）开采后所取得的红石粉末（Redstone Dust）的简称2 红石电路是什么我们可以将红石粉末涂抹在部分方块的表面，用来构成连通的网络系统，用于传输红石能量通过连接红石网络和红石火炬以及各种开关，我们可以制造出复杂的逻辑系统我们将其称之为红石电路3 红石电路有什么用红石电路可以作为某些特殊物品的控制系统（门，可换向轨道，水流岩浆流转向，弓箭发射器，音乐盒等）关于具体操作方法，网上有不少的教程和视频，我就不细说了值得强调的有几点：（1）门的控制可以在地面也可以在门顶端 （2）水流岩浆流转向是一次性的无法逆转 （3）由于红石火炬的存在，红石电路能够在游戏中制成各类显示装置（娱乐闪烁灯具，LED 数码显示管，大型图像显示屏等）4）最近的更新添加的可控音乐盒加上红石电路则可以成为各类音响设备4 红石电路基本元件及运行原理1/ 基本红石电路网络红石电路网络在无源状态下显示暗红色，不能激发任何装置2/ 红石火炬（无控型）将红石火炬与红石网络直接相连，红石火炬将作为能源提供者，持续激活整个直接相连的红石网络。

此时被激活的网络显示鲜红色注意：相邻一格的红石线路可以进行有 1 格高度差的自动连接，如果高度差过大，或者有阻碍方块存在，则互联中断3/ 红石火炬（受控型）1）火炬顶置型方块将一个红石火炬放置在一个方块的顶端，当有红石网络将能量注入此方块的底部时，方块上方的火炬将熄灭注意：如下图所示，当红石网络贴边经过此火炬顶置方块时，无法控制方块上的火炬因此，当要控制这个类型的红石火炬方块时，必须留一个方块空位（或更多）的距离下图显示，此类红石火炬方块只能与等高的红石网络连接，低于其位置的网络无法与之相连尤其需要注意的是，这类火炬方块可影响到其上方一格间距的红石网络，两者所在方块即无面接触也无边接触2）火炬侧放型方块此类方块的火炬可以为前三个方向的红石网络供源此类方块的控制方法与顶置型类似，也是底部输入（限制条件相同，需要隔开一格）此外这一类型的方块还可以进行顶部控制，且不受一格间距的限制从下面的两个图可以看到，侧放型红石火炬的影响范围还包括于其高度相差一格的正下方和正上方红石网络第二篇 红石电路晋级 -- 逻辑电路基础篇游戏中的红石电路，没有电压电流的概念，只有被激活和未被激活的逻辑开关状态，说明红石电路是纯粹的逻辑电路。

要熟练地使用红石电路，就需要玩家掌握一定的逻辑运算知识下面我会简单解释一些想对逻辑运算进行入门学习的朋友可以看百度文库的这个篇文章了解基本知识： 0 和 1 两种，对应的逻辑电路也只有关和开两种状态在红石电路中，我们不妨把未被激活的红石线路内的信号定义为 “0”，已激活的线路内的信号定义为 “1”，之后我们便可以方便地对照逻辑运算表和逻辑电路元件了注意：最好不要看红石火炬的亮和灭来定义逻辑信号的指示标准在后面的内容中我们会看到这样做可能导致逻辑颠倒最基本的逻辑运算有：“或”“非”“与” 三种在逻辑电路中，同样有三种基本门电路：“或门”“非门”“与门”对应如上三种逻辑运算下面我们就看看如何用红石电路来实现这三种基本逻辑门电路1 红石火炬方块的逻辑含义当红石火炬方块为单输入单输出时，以下两图显示出方块两侧的线路中的信号是相反的，这说明单入单出的红石火炬方块为一个逻辑“非门”2 “或门”在搭建红石“或门”前，我们先看下面 4 张图在这里，笔者有一个小失误，就是没在火炬方块的正前方添加红石线路，不过考虑到，如果添加了线路，其状态应与红石火炬状态相同所以应该不影响大家理解我们将左右两边的红石线路看作变量 A 和 B，我们发现，只有当 A 和 B 的值都为“0 ”时，红石火炬的值才为“1”（21 楼图），其他状态均为“0”（22-24 楼图），这和“或门”的状态刚好相反（“或门”的逻辑状态是输入均为“0”时结果才为“0”，其他状态为“1”）。

于是要搭建真正的“或门”，我们需要再在此电路的输出上摆上一个单入单出的红石火炬（“非门”）同时我们也可以了解到，多输入的红石火炬方块实质上是一个“或非门”（“或门”“非门”的串联结构），只有再多加一个“非门”才能还原为正式的“或门”（两个“非门”一起，则状态还原）补充一下，火炬和该方块激发电路存在时间差）下面两图就是已经完成的逻辑“或门”，大家可以对照条件验证3 “与门”在构造“与门”之前，我们先要引入逻辑反演规则，将“与门”用“或门”和“非门”来实现（游戏中无法直接实现逻辑乘法）反演规则如下所示：注意，取“非”运算不符合分配率，上面两个等式，1 式的左边和 2 式的右边并不等价，同样的 1 式的右边和 2 式的左边也不等价由上面的第 2 式我们可以运算得到 A 和 B 的逻辑“与”：用逻辑电路实现就是：A 和 B 前各放置一个“非门”，然后再作“或非”，则可得到“与门”下面两图就是已经完成的“与门”4 “异或门”下面要介绍一个有点复杂，但是应用广泛的逻辑电路门单元 -- “异或门”，其功能为：比较两个输入端的值，如果值相同（同为“1”或同为“0 ”），则结果输出值为“0 ”，如果相异，则结果输出值为“1”。

通过使用“异或门”和“非门”，我们可以简单地实现可编码的多位密码门（编码端在屋内，输入端在屋外，密码对比相同时，经由“非门”转换结果为“1”，则门可打开，相异时门则保持关闭）异或门”的逻辑解释和实现如下图所示：下面两图有实际演示效果：注意，4 角和中间十字处的一个亮点是普通火炬，与电路无关通过以上 4 种主要的逻辑门电路，我们就可以创造出任何种类的大型逻辑电路（包括多位二进制加法器等），接下来的就是大家的聪明才智和创造力了逻辑电路基础篇结束第三篇 红石电路晋级 -- 时序逻辑电路基础篇以下内容设计数字电路基础知识，部分从未接触此领域的读者可能难以理解，如感兴趣可自行补课部分红石电路的规模相当大，从空中鸟瞰全景无法得到清晰的截图，我只能用数字电路图来讲解，希望大家见谅1 数字电路时序为了让逻辑电路进行复杂运算或者流程控制（而不是简单固定的逻辑判断），则需要连续的给逻辑电路输入不同的信号，这些输入信号的节拍就是时序，时序可以是手动产生的，当然大部分时候我们希望它是自动的以下视频显示了自动时序脉冲是如何产生的主要原理是红石火炬熄灭后再亮起，以及红石线路传输都有延时，利用这些延时制造循环，便可产生固定时间的时序。

通过串联数个非门，我们可以获得不同时间长度的延时，将这个串联系统首尾相连（多于 4 个非门），则可以得到一个稳定的时钟脉冲序列但是值得注意的是，不论使用多少个非门的串联循环，其得到的时钟脉冲频率基本相同，要获得低频时钟（更高频的脉冲红石电路无法承受，此外在大型电路和超大型电路中存在诸多布线延时，这时使用低频时钟才能保证整个系统的同步性）则需要后面讲到的分频器这里另外补充一个视频中没有的高频时钟发生器此发生器任意接出端都为输出端也都为控制端，由于其频率过高，无法用于大型红石电路，其最主要的用途是连接可承受高频的功能方块比如弓箭箱（高射速）和音乐盒（高速节拍）其原理和视频中第一个高频发生器相同，但这里使用了 4 个红石火炬交替过载，从而保证了高频信号连续输出为了让大家看清电路布线我换了个贴图包，所以东西和原版看起来不太一样亲测三个就行了）2 触发器简介下面要讲解一个对数字时序电路最为重要的逻辑单元 -- 触发器简单来说，触发器就是一个简单的一位数据存储器其作用是在输入端收到有效信号后，其输出端变为被触发状态，此时如果输入端信号消失，输出端可继续维持触发态在游戏中使用过按钮和压力地板的人都知道两者的信号输出不是恒定的，压力地板在取掉重物后会恢复“0”输出，按钮则更是短时间输出“1”然后自动跳回“0 ”状态，如果将两者连入一个高电平（既输入信号为“1”）起效的触发器的置“1 ”端，当从两者发送一次信号后，触发器的正输出端将持续保持输出“1” 。

之后再怎么改变压力地板和按钮的状态，触发器输出端状态也不会改变，直到将其重置触发器的逻辑结构图如下：（a）中的方块为与非门（框中 & 表示“与”，框边的那个小圈表示“非”）那个表格则是输入输出对应表，SD 为置“1”端，RD 为重置端，Q 为正输出端， Q 杠 为反输出端从输入输出对应表我们可以看到，由“与非门”构成的触发器是低电平有效的，所以当 SD 端为“0”，RD 端为“1”时，正输出端为“1”3 基本“或非门”触发器基本触发器当然也可以由“或非门”构成由于红石火炬是天然的“或非门”，使得基本“或非门”触发器成为游戏中结构最简单的触发器值得注意的是“或非门”触发器与“与非门”触发器不同，它是高电平有效的途中蓝圈中的为“或非门”，黑圈为置“1”端，白圈为重置端（置“0”端），上部淡绿圈为正输出端，下面为负输出端由于轮换对称性，我们同样也可以互换置“1”和置“0”端，同时也要互换正和负输出端基本“或非门”触发器是相当有用的一个逻辑电路单元，因为其结构简单，占地少，我们可以用其构建非同步的大规模或者超大规模的存储单元下面用 41 楼提到的循环时钟，42 楼提到的压力地板和基本 “或非门”触发器一起做一个简单的来客报警系统。

橙框内为循环时钟，蓝框内为基本“或非门”触发器，黑圈为置“1 端”并连接压力地板，白圈为重置端将负输出端与标志红石火炬方块的底部相连开始时，收负输出端的“1”状态抑制，标志火炬熄灭，循环时钟停滞此时站上压力地板，负输出端变“0”状态，循环时钟解锁，开始循环，标志火炬开始有规律地闪动此时再走下或踏上压力地板，循环时钟仍继续运行直至在白圈的重置端输入有效信号，则标志火炬熄灭并停止闪动将时钟循环内其他火炬用不透明方块遮住，并在标志火炬砖块旁连接一个单音盒，就做成了一个光音结合的警报器，任何踏上压力地板的东西都会触发警报要停止警报时，在重置端装一个按钮，按一下系统就重置了4 基本“与非门”触发器由于大部分的数字电路书籍中的触发器多为“与非门”触发器，为了对照仿制，我建议大家在构建大型时序电路时采用结构稍微复杂的“与非门”触发器（而不是“或非门”触发器）此外外国玩家提供的那张电路图中有一个压缩结构的“与非门”触发器，我建议大家不要使用原因有两个：一 ， 建造大型系统时容易误判各个端口 二 ， 对应步线非常困难（各个端口都挤在一起，根本连不出独立的线来）本人推荐的结构如下蓝圈内为“与非门”，黑白圈为两个控制端，两个绿圈为正和负输出端，具体标定大家可以按自己的需求来调整。

注意：此触发器为低电平有效5 带时钟同步端的基本“与非门”触发器基本触发器在两个控制端的信号发生变化时会立刻发生相应的状态变化在大型系统中，数个基本触发器相连会产生连续的不受控的多米诺效应，这是我们不愿意见到的于是我们在基本“与非门”触发器的基础上加上两个“与非门”和时钟 CP 控制端只有当 CP 控制端有有效信号时，触发器的状态才随前两个控制端的输入而变化，否则不变这样就能靠 CP 控制端来控制系统的统一步调带时钟同步端的基本“与非门”触发器的基本逻辑图如下：其红石电路结构如图：上面所示的带时钟同步端的基本“与非门”触发器的 3 个控制端均为高电平有效6 维持阻塞 D 触发器在前面，我提到在大型和超大型红石电路中延时现象是十分严重的，于是我们必须使用很低频率的时钟信号而在某些红石电路中，时钟信号的有效存在时间是不定的当时钟信号长时间处于高电平。