C097.簡單的門電路

1、1門電路的概念門電路的概念(1) 與門電路與門電路“與與”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系(2) “或或” 門電路門電路“或或”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系(3) “非非” 門電路門電路“非非”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系例例1 例例2 例例307年江蘇省揚(yáng)州市一模年江蘇省揚(yáng)州市一模131門電路的概念門電路的概念復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要在日常生活中，我們所遇到的任一事物的發(fā)生、發(fā)展在日常生活中，我們所遇到的任一事物的發(fā)生、發(fā)展都遵循著一定的規(guī)律性，或者說存在著一定的因果關(guān)都遵循著一定的規(guī)律性，或者說存在著一定的因果關(guān)系。這種一定的規(guī)律性或一定的因果關(guān)系就是邏輯。系。這種一定的規(guī)律性或一定的因果關(guān)系就是邏輯。在數(shù)字電子技術(shù)中尤其側(cè)重雙值邏輯問

2、題，雙值邏輯在數(shù)字電子技術(shù)中尤其側(cè)重雙值邏輯問題，雙值邏輯關(guān)系在日常生活中比比皆是，如真與假關(guān)系在日常生活中比比皆是，如真與假 有與無是與有與無是與非、好與壞、高與低、上與下等。與之相對應(yīng)在邏非、好與壞、高與低、上與下等。與之相對應(yīng)在邏輯運(yùn)算中二進(jìn)制運(yùn)算總是取輯運(yùn)算中二進(jìn)制運(yùn)算總是取“0”與與“1”兩個(gè)值來反兩個(gè)值來反映這兩種可能性。映這兩種可能性。一般用兩個(gè)不同電位的脈沖的來代一般用兩個(gè)不同電位的脈沖的來代表表“0”和和“1”。因而，人們就可以借助電路來完成這。因而，人們就可以借助電路來完成這種邏輯運(yùn)算種邏輯運(yùn)算 。能完成邏輯運(yùn)算的電路叫邏輯電路。能完成邏輯運(yùn)算的電路叫邏輯電路?，F(xiàn)代數(shù)字電路

3、的基本單元是邏輯電路，邏輯電路是反現(xiàn)代數(shù)字電路的基本單元是邏輯電路，邏輯電路是反映一定的邏輯關(guān)系的電路，邏輯電路中最基本的電路映一定的邏輯關(guān)系的電路，邏輯電路中最基本的電路叫做門電路叫做門電路(開關(guān)電路開關(guān)電路)。 由于這種電路又像一扇由于這種電路又像一扇“門門”那樣依一定的條件那樣依一定的條件“開開與關(guān)與關(guān)” 門電路就像一扇門，當(dāng)具備開門條件時(shí)，輸門電路就像一扇門，當(dāng)具備開門條件時(shí)，輸出端就有一個(gè)信號輸出；反之，門關(guān)閉，就有另一個(gè)出端就有一個(gè)信號輸出；反之，門關(guān)閉，就有另一個(gè)信號輸出。信號輸出。因而又稱門電路，通常也叫開關(guān)電路。因而又稱門電路，通常也叫開關(guān)電路。(1) 與門電路與門電路:2.

4、 門電路共有三種門電路共有三種, 分別是分別是“與與”門電路、門電路、“或或” 門門電路和電路和“非非”門電路。門電路。當(dāng)決定一件事情當(dāng)決定一件事情(果果)的各個(gè)（兩個(gè)）條件的各個(gè)（兩個(gè)）條件(因因)全部具全部具備這一件事情就會發(fā)生，這種因果關(guān)系，我們稱之備這一件事情就會發(fā)生，這種因果關(guān)系，我們稱之為為“與與”邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。例如：一個(gè)串聯(lián)電路中假如有幾個(gè)開關(guān)例如：一個(gè)串聯(lián)電路中假如有幾個(gè)開關(guān),那么只有當(dāng)那么只有當(dāng)所有開關(guān)閉合的時(shí)候電路才是回路所有開關(guān)閉合的時(shí)候電路才是回路,電路中的電燈才電路中的電燈才會亮?xí)?也就是當(dāng)所條件滿足時(shí)，事情才會成立也就是當(dāng)所條件滿足時(shí)，事情才會成立.)ABZ

5、結(jié)果結(jié)果條件條件對于對于“與與”門電路，只要一個(gè)門電路，只要一個(gè)輸入端輸入為輸入端輸入為“0”，則輸出端，則輸出端一定是一定是“0”；反之，只有當(dāng)所；反之，只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為有輸入都同時(shí)為“1”，輸出才，輸出才是是“1”。在日常生活中在日常生活中, “ 與與 ”邏輯關(guān)系也是常見的邏輯關(guān)系也是常見的:例如在某些電熱水器中例如在某些電熱水器中 , 有一種用有一種用 “ 與與 ” 門電路門電路設(shè)計(jì)而成的安全恒溫器。在設(shè)計(jì)而成的安全恒溫器。在 “ 與與 ” 門的兩個(gè)輸入門的兩個(gè)輸入端分別接上一個(gè)水位傳感器和水溫傳感器端分別接上一個(gè)水位傳感器和水溫傳感器 , 只有當(dāng)只有當(dāng)水充滿水箱水充滿水箱 , 水

6、箱中的溫度低于某一溫度時(shí)水箱中的溫度低于某一溫度時(shí) , “ 與與 ” 門的輸出端給電熱水器開關(guān)輸入一個(gè)導(dǎo)通信號門的輸出端給電熱水器開關(guān)輸入一個(gè)導(dǎo)通信號 , 電電熱水器的加熱開關(guān)才會接通電源熱水器的加熱開關(guān)才會接通電源 , 對水箱中的水進(jìn)對水箱中的水進(jìn)行加熱。行加熱。 “與與”邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系A(chǔ)BZ結(jié)果結(jié)果條件條件真值表真值表輸入輸入輸出輸出ABY000010100111波形圖波形圖ABY(2) “或或” 門電路門電路當(dāng)決定一件事情當(dāng)決定一件事情(果果)的各個(gè)條件的各個(gè)條件(因因)中，只要具備一中，只要具備一個(gè)或者一個(gè)以上的條件這一件事情就會發(fā)生。這種個(gè)或者一個(gè)以上的條件這一件事情就會發(fā)生。這種

7、因果關(guān)系我們稱之為因果關(guān)系我們稱之為“或邏輯關(guān)系或邏輯關(guān)系”。例如：一個(gè)并聯(lián)電路中電燈在干路上例如：一個(gè)并聯(lián)電路中電燈在干路上,而不是在支路上而不是在支路上,當(dāng)任何一個(gè)支路上的開關(guān)當(dāng)任何一個(gè)支路上的開關(guān),閉合的時(shí)候電路都會使得閉合的時(shí)候電路都會使得電燈亮電燈亮(也就是當(dāng)其中任何一個(gè)條件滿足時(shí)，事情才會也就是當(dāng)其中任何一個(gè)條件滿足時(shí)，事情才會成立成立. )AZB條件條件結(jié)果結(jié)果對于或門電路，只要有一個(gè)輸入對于或門電路，只要有一個(gè)輸入“1”，則輸出一定是，則輸出一定是“1”;反之反之,只只有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為有當(dāng)所有輸入都同時(shí)為“0”時(shí)，輸時(shí)，輸出才是出才是“0”。在日常生活中或邏輯關(guān)系也是在日常

8、生活中或邏輯關(guān)系也是常見的，例如常見的，例如有的摩托車采用遙控點(diǎn)火和手動點(diǎn)火有的摩托車采用遙控點(diǎn)火和手動點(diǎn)火兩種方式起動就是采用的兩種方式起動就是采用的 “或或”門電路。門電路?！盎蚧颉边壿嬯P(guān)系邏輯關(guān)系A(chǔ)ZB條件條件結(jié)果結(jié)果真值表真值表輸入輸入輸出輸出ABY000011101110波形圖波形圖ABY(3) “非非” 門電路門電路輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系，叫做輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系，叫做“非非”邏輯。邏輯。例如：如圖所示電路中，開關(guān)例如：如圖所示電路中，開關(guān)A 閉合與燈閉合與燈L亮的關(guān)系亮的關(guān)系就是非邏輯關(guān)系。因?yàn)殚_關(guān)就是非邏輯關(guān)系。因?yàn)殚_關(guān)A （條件）閉合燈（條件）閉合燈

9、L（結(jié)果）就熄滅，開關(guān)結(jié)果）就熄滅，開關(guān)A斷開，燈斷開，燈L就亮。就亮。AZ條件條件結(jié)果結(jié)果非門電路中，當(dāng)輸入為非門電路中，當(dāng)輸入為“0”時(shí)時(shí)，輸出總是，輸出總是“1”；當(dāng)輸入為；當(dāng)輸入為“1”時(shí)，輸出反而是時(shí)，輸出反而是“0”。非門電路也稱為反相器。非門電路也稱為反相器?！胺欠恰边壿嬯P(guān)系邏輯關(guān)系A(chǔ)Z條件條件結(jié)果結(jié)果真值表真值表輸入輸入輸出輸出AY0110波形圖波形圖YA 大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時(shí)，出現(xiàn)聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)。聲音它就開啟，而在白天，即使有聲音它也沒有反應(yīng)。（1）控制電路中接入了哪幾種傳感器？）控制電路中接入

10、了哪幾種傳感器？（2）這幾種傳感器來的信號，應(yīng)通過哪幾種門電路）這幾種傳感器來的信號，應(yīng)通過哪幾種門電路后，再進(jìn)入執(zhí)行電路？后，再進(jìn)入執(zhí)行電路？例例1、答：答： (1)接入了兩種傳感器：接入了兩種傳感器：光傳感器（通常用的是光敏電阻）；光傳感器（通常用的是光敏電阻）；聲傳感器（通常用的是微型駐極體話筒）。聲傳感器（通常用的是微型駐極體話筒）。(2)因?yàn)辄c(diǎn)亮樓道燈需要同時(shí)具備兩個(gè)條件，即足夠暗因?yàn)辄c(diǎn)亮樓道燈需要同時(shí)具備兩個(gè)條件，即足夠暗的光照和足夠大的聲音，所以要使用與門電路。的光照和足夠大的聲音，所以要使用與門電路。 當(dāng)被測點(diǎn)為高電平時(shí)，斯密特觸發(fā)器輸入端當(dāng)被測點(diǎn)為高電平時(shí)，斯密特觸發(fā)器輸入端

11、A為為高電平，則輸出端高電平，則輸出端Y為低電平，故為低電平，故LED發(fā)光；當(dāng)被測發(fā)光；當(dāng)被測點(diǎn)為低電平時(shí)，點(diǎn)為低電平時(shí)，A即為低即為低電平，則輸出端電平，則輸出端Y為高電為高電平，平，LED不發(fā)光。不發(fā)光。 例例2、 可以用型號為可以用型號為74LS14的非門集成電路，發(fā)光二的非門集成電路，發(fā)光二極管極管LED和限流電阻來組成一個(gè)邏輯電平檢測器，電和限流電阻來組成一個(gè)邏輯電平檢測器，電路如圖所示。圖中的路如圖所示。圖中的 為為斯密特觸發(fā)器，斯密特觸斯密特觸發(fā)器，斯密特觸發(fā)器是具有特殊功能的非門。發(fā)器是具有特殊功能的非門。使用時(shí)，將檢測器的輸使用時(shí)，將檢測器的輸入端接到被測點(diǎn)。請分析：當(dāng)被測點(diǎn)

12、為高電平時(shí)，入端接到被測點(diǎn)。請分析：當(dāng)被測點(diǎn)為高電平時(shí)，LED是否發(fā)光？低電平時(shí)呢？說出道理。是否發(fā)光？低電平時(shí)呢？說出道理。SSAYR+5VLED330答答:例例3、溫度報(bào)警器電路如圖所示，請說明其工作原理。溫度報(bào)警器電路如圖所示，請說明其工作原理。SAYR1+5VCtRT蜂鳴器蜂鳴器解析：解析： 常溫下，調(diào)整常溫下，調(diào)整R1的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入的阻值使斯密特觸發(fā)器的輸入端端A處于低電平，則輸出端處于低電平，則輸出端Y處于高電平，無電流通過處于高電平，無電流通過蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；蜂鳴器，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng)溫度高時(shí)，熱敏電阻當(dāng)溫度高時(shí)，熱敏電阻RT阻值減小阻值減小,斯密特觸發(fā)器輸入斯密

13、特觸發(fā)器輸入端端A電勢升高，當(dāng)達(dá)到某一值電勢升高，當(dāng)達(dá)到某一值(高電平高電平)，其輸出端由高，其輸出端由高電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報(bào)警聲，R1的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。的阻值不同，則報(bào)警溫度不同。 思考：思考：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警，應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)應(yīng)怎樣調(diào)節(jié)R1的阻值？并說明原理。的阻值？并說明原理。答：答：要使熱敏電阻在感測到更高的要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時(shí)才報(bào)警溫度時(shí)才報(bào)警,應(yīng)減小應(yīng)減小R1的阻值的阻值, R1阻值越小阻值越小, 要使斯密特觸發(fā)器輸入要使斯密特觸發(fā)器輸入端達(dá)到

14、高電平端達(dá)到高電平, 則熱敏電阻則熱敏電阻RT 阻值阻值要求越小，即溫度越高。要求越小，即溫度越高。 07年江蘇省揚(yáng)州市一模年江蘇省揚(yáng)州市一模1313(15分分)現(xiàn)代數(shù)字電路的基本單元是邏輯電路，邏輯現(xiàn)代數(shù)字電路的基本單元是邏輯電路，邏輯電路中最基本的電路叫做門電潞。門電路共有三種，分電路中最基本的電路叫做門電潞。門電路共有三種，分別是別是“與與”門電路、門電路、“或或” 門電路和門電路和“非非”門電路。門電路。如圖甲所示，兩個(gè)開關(guān)如圖甲所示，兩個(gè)開關(guān)A、B串聯(lián)起來控制同一燈泡串聯(lián)起來控制同一燈泡L，顯然，只有顯然，只有A“與與”B同時(shí)閉合時(shí)，燈同時(shí)閉合時(shí)，燈L才會亮在這個(gè)才會亮在這個(gè)事件中，

15、事件中，A、B閉合是條件。燈閉合是條件。燈L亮是結(jié)果象這樣一個(gè)亮是結(jié)果象這樣一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關(guān)系叫做種關(guān)系叫做“與與”邏輯關(guān)系；如果幾個(gè)條件中，只要有邏輯關(guān)系；如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做一個(gè)條件得到滿足，某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或或”邏輯關(guān)系；輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系；輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關(guān)系，叫做邏輯關(guān)系，叫做“非非”邏輯。能邏輯。能實(shí)現(xiàn)三種邏輯關(guān)系的電路分別實(shí)現(xiàn)三種邏輯關(guān)系的電路分別叫叫“與與”門電路、門電路、“或或”門電路和門電路和“非

16、非”門電路。門電路。ABL條條件件結(jié)結(jié)果果圖甲圖甲2頁頁題目題目3頁頁末頁末頁(1)將兩個(gè)開關(guān)的通斷及燈泡的亮熄組合起來列在表將兩個(gè)開關(guān)的通斷及燈泡的亮熄組合起來列在表格中，再用數(shù)學(xué)語言描述表中的關(guān)系，一般把開關(guān)格中，再用數(shù)學(xué)語言描述表中的關(guān)系，一般把開關(guān)接通定義為接通定義為1，斷開定義為，斷開定義為0，燈泡亮為，燈泡亮為1，熄滅為，熄滅為0。這樣就用數(shù)字描述了各種這樣就用數(shù)字描述了各種控制條件的組合及其控制控制條件的組合及其控制結(jié)果，這種表叫真值表。結(jié)果，這種表叫真值表。根據(jù)圖甲電路，請將此真根據(jù)圖甲電路，請將此真值表補(bǔ)充完整。值表補(bǔ)充完整。條件條件結(jié)果結(jié)果開關(guān)開關(guān)A開關(guān)開關(guān)B燈泡燈泡L00

17、00101011(2)利用圖甲中器材，設(shè)計(jì)一種能表達(dá)利用圖甲中器材，設(shè)計(jì)一種能表達(dá)“或或”邏輯關(guān)邏輯關(guān)系的電路系的電路(畫在答題卡上的方框內(nèi)畫在答題卡上的方框內(nèi))。10AB2頁頁題目題目3頁頁末頁末頁(3)實(shí)用的門電路是用半導(dǎo)體材料制成的。圖乙中左實(shí)用的門電路是用半導(dǎo)體材料制成的。圖乙中左邊虛線框內(nèi)是一個(gè)信號源，準(zhǔn)備從邊虛線框內(nèi)是一個(gè)信號源，準(zhǔn)備從A接入門電路，另接入門電路，另一個(gè)相同的信號從一個(gè)相同的信號從B接人接人(圖中未畫出圖中未畫出)，Y是輸出端。是輸出端。當(dāng)開關(guān)接當(dāng)開關(guān)接1時(shí)，信號源將一個(gè)信號電壓接入門電路，時(shí)，信號源將一個(gè)信號電壓接入門電路，接接2時(shí)沒有電壓輸入。請判斷右邊虛線框內(nèi)

18、表示的是時(shí)沒有電壓輸入。請判斷右邊虛線框內(nèi)表示的是何種門電路何種門電路? 答答 。V圖乙圖乙12ABR3.3 kY“或或”門電路門電路2頁頁題目題目3頁頁末頁末頁(4)邏輯電路在電子線路中有著重要的應(yīng)用。某同學(xué)邏輯電路在電子線路中有著重要的應(yīng)用。某同學(xué)利用利用“非非”門電路設(shè)計(jì)了一個(gè)路燈自動控制門電路。門電路設(shè)計(jì)了一個(gè)路燈自動控制門電路。天黑了，讓路燈自動接通；天亮了，讓路燈自動熄滅。天黑了，讓路燈自動接通；天亮了，讓路燈自動熄滅。圖丙中圖丙中RG是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)有光線照射時(shí)，光敏電是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)有光線照射時(shí)，光敏電阻的阻值會顯著減小。阻的阻值會顯著減小。R是可調(diào)電阻，起分壓作用。是可調(diào)電阻，起分壓作用。虛線框內(nèi)為虛線框內(nèi)為“非非”門電路，它能將輸入的高壓信號轉(zhuǎn)門電路，它能將輸入的高壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪盒盘?，或?qū)⒌蛪盒盘栟D(zhuǎn)變變?yōu)榈蛪盒盘?，或?qū)⒌蛪盒盘栟D(zhuǎn)變?yōu)楦邏盒盘?。為高壓信號。J為路燈總開關(guān)