经典电路模拟图

这是一个用于创建面包板电路模拟图和可视化图表的技能，适用于复古计算和电子项目。本技能利用 HTML5 Canvas 绘图机制来渲染交互式电路布局，其特色是包含 6502 微处理器、555 定时器 IC、EEPROM 和 7400 系列逻辑门等复古元件。

何时使用此技能

• 用户要求“创建面包板布局”或“模拟电路”
• 用户想在面包板上可视化元件放置
• 用户需要一个构建 6502 计算机的视觉参考
• 用户要求“绘制电路”或“绘制电子设备图”
• 用户想要创建用于教学的电子学视觉材料
• 用户提及 Ben Eater 教程或复古计算项目
• 用户要求模拟 555 定时器电路或 LED 项目
• 用户需要可视化元件之间的导线连接

先决条件

• 理解随附参考文件中元件的引脚排列
• 了解面包板布局惯例（行、列、电源轨）

支持的元件

微处理器与存储器

逻辑与定时器 IC

无源与有源元件

网格系统

// 标准面包板网格：20px 间距
const gridSize = 20;
const cellX = Math.floor(x / gridSize) * gridSize;
const cellY = Math.floor(y / gridSize) * gridSize;

元件渲染模式

// 所有元件遵循此结构：
{
  type: '元件类型',
  x: gridX,
  y: gridY,
  width: 元件宽度,
  height: 元件高度,
  rotation: 0,  // 0, 90, 180, 270
  properties: { /* 元件特定数据 */ }
}

导线连接

// 导线连接格式：
{
  start: { x: 起点X, y: 起点Y },
  end: { x: 终点X, y: 终点Y },
  color: '#ff0000'  // 导线颜色编码
}

分步工作流程

创建一个基本的 LED 电路模拟图

1. 定义面包板尺寸和网格
2. 放置电源轨连接（+5V 和 GND）
3. 添加带有阳极/阴极方向的 LED 元件
4. 放置限流电阻
5. 绘制元件之间的导线连接
6. 添加标签和注释

创建一个 555 定时器电路

1. 将 NE555 IC 放置在面包板上（引脚 1-4 在左侧，5-8 在右侧）
2. 将引脚 1 (GND) 连接到地线轨
3. 将引脚 8 (Vcc) 连接到电源轨
4. 添加定时电阻和电容
5. 连接触发器和阈值引脚
6. 将输出连接到 LED 或其他负载

创建一个 6502 微处理器布局

1. 将 W65C02S 居中放置在面包板上
2. 添加 28C256 EEPROM 用于程序存储
3. 放置 W65C22 VIA 用于输入/输出
4. 添加 7400 系列逻辑用于地址解码
5. 连接地址总线 (A0-A15)
6. 连接数据总线 (D0-D7)
7. 连接控制信号 (R/W, PHI2, RESB)
8. 添加复位按钮和时钟晶振

元件引脚快速参考

555 定时器 (8-pin DIP)

W65C02S (40-pin DIP) – 关键引脚

28C256 EEPROM (28-pin DIP) – 关键引脚

公式参考

电阻计算

• 欧姆定律： V = I × R
• LED 电流： R = (Vcc – Vled) / Iled
• 功率： P = V × I = I² × R

555 定时器公式

非稳态模式：

• 频率：f = 1.44 / ((R1 + 2×R2) × C)
• 高电平时间：t₁ = 0.693 × (R1 + R2) × C
• 低电平时间：t₂ = 0.693 × R2 × C
• 占空比：D = (R1 + R2) / (R1 + 2×R2) × 100%

单稳态模式：

• 脉冲宽度：T = 1.1 × R × C

电容计算

• 容抗：Xc = 1 / (2πfC)
• 存储能量：E = ½ × C × V²

颜色编码惯例

导线颜色

LED 颜色

构建示例

构建 1 — 单 LED

元件： 红色 LED、220Ω 电阻、跳线、电源

步骤：

1. 将黑色跳线从电源 GND 插入 A5 行
2. 将红色跳线从电源 +5V 插入 J5 行
3. 放置 LED，阴极（短腿）与 GND 所在行对齐
4. 在电源和 LED 阳极之间放置 220Ω 电阻

构建 2 — 555 非稳态闪烁器

元件： NE555、LED、电阻（10kΩ、100kΩ）、电容（10µF）

步骤：

1. 将 555 IC 跨放在中心通道上
2. 将引脚 1 连接到 GND，引脚 8 连接到 +5V
3. 将引脚 4 连接到引脚 8（禁用复位）
4. 在引脚 7 和 +5V 之间连接 10kΩ 电阻
5. 在引脚 6 和 7 之间连接 100kΩ 电阻
6. 在引脚 6 和 GND 之间连接 10µF 电容
7. 将引脚 3（输出）连接到 LED 电路

故障排除

参考

详细的元件规格可在附带的参考文件中找到：

• 555.md – 完整的 555 定时器 IC 规格
• 6502.md – MOS 6502 微处理器详情
• 6522.md – W65C22 VIA 接口适配器
• 28256-eeprom.md – AT28C256 EEPROM 规格
• 6C62256.md – 62256 SRAM 详情
• 7400-series.md – TTL 逻辑门引脚排列
• assembly-compiler.md – 汇编编译器规格
• assembly-language.md – 汇编语言规格
• basic-electronic-components.md – 电阻、电容、开关
• breadboard.md – 面包板规格
• common-breadboard-components.md – 综合元件参考
• connecting-electronic-components.md – 分步构建指南
• emulator-28256-eeprom.md – 模拟 28256-eeprom 规格
• emulator-6502.md – 模拟 6502 规格
• emulator-6522.md – 模拟 6522 规格
• emulator-6C62256.md – 模拟 6C62256 规格
• emulator-lcd.md – 模拟 LCD 规格
• lcd.md – LCD 显示屏接口
• minipro.md – EEPROM 编程器用法
• t48eeprom-programmer.md – T48 编程器参考