Определение моего собственного компонента цифровой схемы в формате «white-box»

Question 1

В зависимости от сложности ваших вариантов использования и того, сколько таких форм вам нужно... вот начало.

Ответ состоит в следующем:

Декларация формы, которая заимствует rectangle eeопределение из circuits.ee(которая является просто заимствованной rectangleформой с якорями .inputи .output).

Я также заимствую из ссылкиTeXampleдля текста внутри определения фигуры. Якоря устанавливаются с помощью \pgfpointlineattime(это похоже на posключ вдоль прямой линии или фактор внутри calcнотации ($(<p1>)!<factor>!(<p2>)$)).

Если у вас есть намного больше таких фигур, которым нужно несколько разных якорей вдоль границы прямоугольника, это можно сериализовать с помощью ключей fey и цикла внутри объявления фигуры. Это также применимо к текстам.
Теперь, когда у нас есть форма с якорями и текстами, мы можем ее использовать. Для правильной формы схемы мы объявляем символ с помощью circuit declare symbolи устанавливаем его с помощью set <symbol name> graphic.

Ключи circuit symbol sizeустанавливают minimum widthи minimum heightпо отношению к circuit symbol unit(измерение TeX под капотом). Это делает его масштабируемым по отношению к другим символам схемы. Ключ transform shapeнеобходим для вращения по circuits' toпутям.
A path picture, который использует предложенный код изеще один мой ответ. Чтобы настроить локальную систему координат, которая вращается и масштабируется вместе со своим узлом: Координата (0, 0)находится в центре узла.Иксвектор указывает на east(= output),увектор к северному якорю. Это важно для спецификаций координат, например, (left:.2)так как он использует .2половину горизонтального размера узлаиприменяемое вращение.

Символы схемы внутри path pictureполучают опции gray(как и линии) и circuit symbol unit=.1cmкоторые уменьшают масштаб символов до подходящего размера. Может потребоваться поиграться с этим значением, чтобы получить правильный размер. Также может быть возможно сделать это зависимым от вышеупомянутой локальной системы координат с размерами \pgf@xxи \pgf@yy.

Очевидно, если вам нужно несколько символов с одинаковой схемой привязки и соединения, но с разными затворами, можно сделать определение фигур гибким в соответствии с тремя ключами-значениями, которые в этом случае будут установлены на not gate, nand gateи nor gate.

Я использовал свойpaths.orthoбиблиотекадля соединений внутри path picture. Очевидно, что вы можете использовать любой способ для соединения этих линий.

Код

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{circuits.ee,circuits.logic.US,paths.ortho}
\makeatletter
\pgfdeclareshape{my complicated box}{%
  \inheritsavedanchors[from=rectangle ee]
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{center}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{input}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{output}
  \inheritanchorborder[from=rectangle ee]
  \inheritbackgroundpath[from=rectangle ee]
  \anchor{eq in} {\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{input}}
  \anchor{eq out}{\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{output}}
  \anchor{lt in}{%
    \pgfpointlineattime{.2}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt in}{%
    \pgfpointlineattime{.8}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt out}{%
    \pgfpointlineattime{.3}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{lt out}{%
    \pgfpointlineattime{.7}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{a}{%
    \pgfpointlineattime{.4}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \anchor{b}{%
    \pgfpointlineattime{.6}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \beforebackgroundpath{%
    \begingroup
      \tikzset{my complicated box/labels/.try}\tikz@textfont
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{a}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{a\vphantom{b}}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{b}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{b}
    \endgroup}
}
\makeatother
\tikzset{my complicated box/labels/.style={font=\footnotesize, inner sep=.1667em}}
\tikzset{
  circuit declare symbol=my complicated symbol,
  set my complicated symbol graphic={
    draw, shape=my complicated box, circuit symbol size=width 10 height 8,
    transform shape,
    path picture={
      \expandafter\let\expandafter\tfn\csname tikz@fig@name\endcsname
      \pgftransformshift{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}%
      \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{east}}}%
      \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{north}}}
      \tikzset{every circuit symbol/.append style={circuit symbol unit=.1cm, gray}}
      \path[thin, draw=gray]
        (\tfn.eq in) to[not gate=near end] (\tfn.eq out)
        (\tfn.lt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nand gate] (\tfn-nand) {}
        (\tfn-nand.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.lt in)
        (\tfn-nand.input 1) to[-|] (\tfn.a)
        (\tfn.gt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nor gate] (\tfn-nor) {}
        (\tfn-nor.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.gt in)
        (\tfn-nor.input 1) to[-|] (\tfn.b);
    }},
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[circuit logic US]
\draw (0,0) to[my complicated symbol] ++ (30:4);
\end{tikzpicture}
\end{document}

Выход

введите описание изображения здесь

Answer

В зависимости от сложности ваших вариантов использования и того, сколько таких форм вам нужно... вот начало.

Ответ состоит в следующем:

Декларация формы, которая заимствует rectangle eeопределение из circuits.ee(которая является просто заимствованной rectangleформой с якорями .inputи .output).

Я также заимствую из ссылкиTeXampleдля текста внутри определения фигуры. Якоря устанавливаются с помощью \pgfpointlineattime(это похоже на posключ вдоль прямой линии или фактор внутри calcнотации ($(<p1>)!<factor>!(<p2>)$)).

Если у вас есть намного больше таких фигур, которым нужно несколько разных якорей вдоль границы прямоугольника, это можно сериализовать с помощью ключей fey и цикла внутри объявления фигуры. Это также применимо к текстам.
Теперь, когда у нас есть форма с якорями и текстами, мы можем ее использовать. Для правильной формы схемы мы объявляем символ с помощью circuit declare symbolи устанавливаем его с помощью set <symbol name> graphic.

Ключи circuit symbol sizeустанавливают minimum widthи minimum heightпо отношению к circuit symbol unit(измерение TeX под капотом). Это делает его масштабируемым по отношению к другим символам схемы. Ключ transform shapeнеобходим для вращения по circuits' toпутям.
A path picture, который использует предложенный код изеще один мой ответ. Чтобы настроить локальную систему координат, которая вращается и масштабируется вместе со своим узлом: Координата (0, 0)находится в центре узла.Иксвектор указывает на east(= output),увектор к северному якорю. Это важно для спецификаций координат, например, (left:.2)так как он использует .2половину горизонтального размера узлаиприменяемое вращение.

Символы схемы внутри path pictureполучают опции gray(как и линии) и circuit symbol unit=.1cmкоторые уменьшают масштаб символов до подходящего размера. Может потребоваться поиграться с этим значением, чтобы получить правильный размер. Также может быть возможно сделать это зависимым от вышеупомянутой локальной системы координат с размерами \pgf@xxи \pgf@yy.

Очевидно, если вам нужно несколько символов с одинаковой схемой привязки и соединения, но с разными затворами, можно сделать определение фигур гибким в соответствии с тремя ключами-значениями, которые в этом случае будут установлены на not gate, nand gateи nor gate.

Я использовал свойpaths.orthoбиблиотекадля соединений внутри path picture. Очевидно, что вы можете использовать любой способ для соединения этих линий.

Код

\documentclass[tikz]{standalone}
\usetikzlibrary{circuits.ee,circuits.logic.US,paths.ortho}
\makeatletter
\pgfdeclareshape{my complicated box}{%
  \inheritsavedanchors[from=rectangle ee]
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{center}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{north west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south east}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{south west}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{input}
  \inheritanchor[from=rectangle ee]{output}
  \inheritanchorborder[from=rectangle ee]
  \inheritbackgroundpath[from=rectangle ee]
  \anchor{eq in} {\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{input}}
  \anchor{eq out}{\pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{output}}
  \anchor{lt in}{%
    \pgfpointlineattime{.2}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt in}{%
    \pgfpointlineattime{.8}{\southwest}
    {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}}
  \anchor{gt out}{%
    \pgfpointlineattime{.3}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{lt out}{%
    \pgfpointlineattime{.7}{\northeast}
    {\southwest\pgf@yc\pgf@y\northeast\pgf@y\pgf@yc}}
  \anchor{a}{%
    \pgfpointlineattime{.4}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \anchor{b}{%
    \pgfpointlineattime{.6}
      {\southwest\pgf@xc\pgf@x\northeast\pgf@x\pgf@xc}{\northeast}}
  \beforebackgroundpath{%
    \begingroup
      \tikzset{my complicated box/labels/.try}\tikz@textfont
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{eq out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{eq}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{gt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{gt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt in}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},left,%
                x=\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{in}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{lt out}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},right,%
                x=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner xsep}]{$\mathrm{lt}_{\mathrm{out}}$}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{a}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{a\vphantom{b}}
      \pgf@sh@reanchor{\pgf@sm@shape@name}{b}
      \pgftext[at=\pgfqpoint{\pgf@x}{\pgf@y},top,%
                y=-\pgfkeysvalueof{/pgf/inner ysep}]{b}
    \endgroup}
}
\makeatother
\tikzset{my complicated box/labels/.style={font=\footnotesize, inner sep=.1667em}}
\tikzset{
  circuit declare symbol=my complicated symbol,
  set my complicated symbol graphic={
    draw, shape=my complicated box, circuit symbol size=width 10 height 8,
    transform shape,
    path picture={
      \expandafter\let\expandafter\tfn\csname tikz@fig@name\endcsname
      \pgftransformshift{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}%
      \pgfsetxvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{east}}}%
      \pgfsetyvec{\pgfpointdiff{\pgfpointanchor{\tfn}{center}}
                 {\pgfpointanchor{\tfn}{north}}}
      \tikzset{every circuit symbol/.append style={circuit symbol unit=.1cm, gray}}
      \path[thin, draw=gray]
        (\tfn.eq in) to[not gate=near end] (\tfn.eq out)
        (\tfn.lt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nand gate] (\tfn-nand) {}
        (\tfn-nand.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.lt in)
        (\tfn-nand.input 1) to[-|] (\tfn.a)
        (\tfn.gt out) to ++ (left:.2)
          node[anchor=output, logic gate inputs=nn, nor gate] (\tfn-nor) {}
        (\tfn-nor.input 2) to[-|-=.6] (\tfn.gt in)
        (\tfn-nor.input 1) to[-|] (\tfn.b);
    }},
}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[circuit logic US]
\draw (0,0) to[my complicated symbol] ++ (30:4);
\end{tikzpicture}
\end{document}

Выход

введите описание изображения здесь

Question 2

Возможное решение с pics. Его трудно использовать pic-anchorsдля позиционирования (Закрепление фотографий TiKZ), но они служат опорными точками для установления связей между ними.

\documentclass[tikz,border=2mm]{standalone}

\usetikzlibrary{positioning,circuits.logic.US, fit}

\tikzset{
    mycircuit/.pic={
        \begin{scope}[circuit logic US]
        \node[gray, thick, draw, nor gate] (-gt) at (2,0.75) {};
        \node[gray, thick, draw, not gate] (-eq) at (2,0) {};
        \node[gray, thick, draw, nand gate] (-lt) at (2,-0.75) {};

        \draw[gray] (-gt.output)--++(3mm,0) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{gt}_\mathrm{out}$}] (-gtout);

        \draw[gray] (-eq.output)--(-eq.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{eq}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-lt.output)--(-lt.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{lt}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-gt.input 1)-|++(-3mm,.5cm) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{b}$}] (-b);

        \draw[gray] (-lt.input 1)-|([xshift=-6mm]-b.center) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{a}$}] (-a);

        \draw[gray] (-eq.input)--++(-2cm,0) 
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{eq}_\mathrm{in}$}] (-eqin);

        \draw[gray] (-gt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{gt}_\mathrm{in}$}] (-gtin);

        \draw[gray] (-lt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=-1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{lt}_\mathrm{in}$}] (-ltin);

        \node[draw, fit={(-ltin) (-b) ([yshift=-.5cm]-lt.input 2) (-gtout)}, 
              inner sep=0pt] (-box) {};
        \end{scope}
    }}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\pic (a) at (0,0) {mycircuit};

\pic (b) at (5,1) {mycircuit};

\draw (a-gtout) -- (b-gtin);
\draw ([yshift=2cm]a-a) coordinate (aux)--(a-a);
\draw ([yshift=-5mm]aux)-|(b-a);
\end{tikzpicture}
\end{document}

введите описание изображения здесь

Answer

Возможное решение с pics. Его трудно использовать pic-anchorsдля позиционирования (Закрепление фотографий TiKZ), но они служат опорными точками для установления связей между ними.

\documentclass[tikz,border=2mm]{standalone}

\usetikzlibrary{positioning,circuits.logic.US, fit}

\tikzset{
    mycircuit/.pic={
        \begin{scope}[circuit logic US]
        \node[gray, thick, draw, nor gate] (-gt) at (2,0.75) {};
        \node[gray, thick, draw, not gate] (-eq) at (2,0) {};
        \node[gray, thick, draw, nand gate] (-lt) at (2,-0.75) {};

        \draw[gray] (-gt.output)--++(3mm,0) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{gt}_\mathrm{out}$}] (-gtout);

        \draw[gray] (-eq.output)--(-eq.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{eq}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-lt.output)--(-lt.output-|-gtout) 
             coordinate[label={[black]left:$\mathrm{lt}_\mathrm{out}$}] (-eqout);

        \draw[gray] (-gt.input 1)-|++(-3mm,.5cm) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{b}$}] (-b);

        \draw[gray] (-lt.input 1)-|([xshift=-6mm]-b.center) 
             coordinate[label={[black]below:$\mathrm{a}$}] (-a);

        \draw[gray] (-eq.input)--++(-2cm,0) 
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{eq}_\mathrm{in}$}] (-eqin);

        \draw[gray] (-gt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{gt}_\mathrm{in}$}] (-gtin);

        \draw[gray] (-lt.input 2)--++(-1.2cm,0) |- ([yshift=-1cm]-eqin.center)  
             coordinate[label={[black]right:$\mathrm{lt}_\mathrm{in}$}] (-ltin);

        \node[draw, fit={(-ltin) (-b) ([yshift=-.5cm]-lt.input 2) (-gtout)}, 
              inner sep=0pt] (-box) {};
        \end{scope}
    }}

\begin{document}
\begin{tikzpicture}

\pic (a) at (0,0) {mycircuit};

\pic (b) at (5,1) {mycircuit};

\draw (a-gtout) -- (b-gtin);
\draw ([yshift=2cm]a-a) coordinate (aux)--(a-a);
\draw ([yshift=-5mm]aux)-|(b-a);
\end{tikzpicture}
\end{document}

введите описание изображения здесь

Определение моего собственного компонента цифровой схемы в формате «white-box»

решение1

Код

Выход

решение2

Связанный контент