《課時(shí)講練通》2014-2015學(xué)年高中物理人教版選修3-1教師用書配套課件：第二章 11簡單的邏輯電路

11簡單的邏輯電路目標(biāo)定位核心提示1.知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號及真值表。2.會用真值表表示一些簡單的邏輯關(guān)系。3.會分析、設(shè)計(jì)一些簡單的邏輯電路。4.初步了解集成電路的作用及發(fā)展情況。重點(diǎn):1.三種門電路的邏輯關(guān)系。2.各種邏輯關(guān)系的真值表。難點(diǎn):1.數(shù)字信號和數(shù)字電路的意義。2.復(fù)合門電路的分析與判斷。一、數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——門電路1.數(shù)字信號變化的兩個狀態(tài):“___”或者“_____”。2.數(shù)字電路:(1)概念:處理_________的電路。(2)功能:研究電路的_____功能。有沒有數(shù)字信號邏輯二、幾種門電路1.“與”門:(1)邏輯關(guān)系:一個事件的幾個條件_________時(shí),事件才能發(fā)生。(2)符號:其中“&”具有“___”的意思,象征A與B兩個輸入端______時(shí),輸出端才是1。同時(shí)滿足與都是1(3)真值表:“有”用“1”表示,“沒有”用“0”表示。輸入輸出ABY00001__10011__012.“或”門:(1)邏輯關(guān)系:某事件發(fā)生有幾個條件,但只要有_________滿足,事件就能發(fā)生。(2)符號:“≥1”象征當(dāng)1個或多于1個輸入端為1時(shí),輸出端就是1。一個條件(3)真值表。輸入輸出ABY00001__10111__113.“非”門:(1)邏輯關(guān)系:輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)_____。(2)符號:其中矩形右側(cè)小圓表示數(shù)字“0”,它與數(shù)字“1”象征著輸入端為__時(shí),輸出端是__。相反10(3)真值表。輸入輸出AY01104.集成電路:(1)構(gòu)成:以半導(dǎo)體材料為基片將組成電路的元器件(如電阻、電容、晶體管等)和連線集成在一塊_____上。(2)優(yōu)點(diǎn):_____小、方便、可靠,適于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等?；w積一、判一判1.邏輯電路可存在兩種以上的狀態(tài)。(

)2.集成電路中必須同時(shí)存在三種門電路。(

)3.集成電路可靠性高、壽命長,但耗電高。(

)提示：1.×。邏輯電路就是數(shù)字電路,只有“有”或者“沒有”兩種對立狀態(tài)。2.×。集成電路中可能只包含一種或者兩種門電路。3.×。集成電路耗電低,而不是耗電高。二、選一選在如圖所示的邏輯電路中,當(dāng)A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時(shí),則在C和D端輸出的電信號分別為(

)A.1和0B.0和1C.1和1D.0和0提示：選C。B、D間是“非”門,當(dāng)輸入信號為“0”時(shí),D端輸出為“1”,故A、D錯誤;D、A共為“與”門的輸入端,由“與”門的真值表可知C端輸出為“1”,故B錯誤,C正確。三、想一想“非”門電路的特點(diǎn)是什么?其符號中的A、Z、1、0各代表什么意義?提示：“非”門電路的特點(diǎn):當(dāng)輸入為“0”時(shí),輸出為“1”;當(dāng)輸入為“1”時(shí),輸出為“0”,輸出跟輸入恰好相反。其中“非”門符號中的A代表輸入端;Z代表輸出端;“1”表示緩沖;“0”表示反相,因此“非”門又叫反相器。主題一簡單的邏輯電路【情境探究】如圖所示,門是一種條件開關(guān),只有當(dāng)輸入信號滿足一定條件時(shí),門才能被打開,才有輸出信號。試結(jié)合上述現(xiàn)象討論:1.新學(xué)期開學(xué)了,某中學(xué)某寢室的6名同學(xué)都到宿管辦報(bào)到,宿管辦的老師發(fā)給他們每人一把鑰匙,方便他們單獨(dú)出入,在這個事件中體現(xiàn)了怎樣的邏輯關(guān)系?提示：每個同學(xué)都能單獨(dú)的打開宿舍的門,在這個事件中體現(xiàn)了“或”的邏輯關(guān)系。2.“白天”與“黑天”體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系?提示：體現(xiàn)了“非”邏輯關(guān)系。白天與黑天相互交替,白天時(shí)必然不是黑天;黑天時(shí)必然不是白天?！局R點(diǎn)睛】簡單的邏輯電路(1)“與”邏輯關(guān)系:當(dāng)事件所需條件都滿足時(shí),事件才會發(fā)生。(2)“或”邏輯關(guān)系:只要有一個條件得到滿足,事件就會發(fā)生。(3)“非”邏輯關(guān)系:輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系?！疽?guī)律方法】分析邏輯關(guān)系的基本思路(1)明確什么是條件,什么是結(jié)果。(2)看條件與結(jié)果的內(nèi)在聯(lián)系,即符合哪種門電路。(3)根據(jù)門電路的特點(diǎn)寫出真值表或邏輯表達(dá)式?！镜淅?】(2013·大連高二檢測)如圖所示,試判斷這是一個什么邏輯門電路,A、B、C閉合時(shí)記為“1”,斷開時(shí)記為“0”,P燈亮記為“1”,不亮記為“0”,試完成真值表:輸入輸出ABCP【解題指南】解答本題可把握以下兩點(diǎn):(1)明確“與”門的特點(diǎn);(2)知道數(shù)值“1”“0”代表的意義?！窘馕觥坑深}圖可知,開關(guān)A、B、C必須都合上,燈才亮,所以這是一個“與”門電路,其真值表如下表:輸入輸出ABCP00000010010001101000101011001111答案:見解析【變式訓(xùn)練】走廊里有一盞電燈,在走廊兩端各有一個開關(guān),我們希望不論哪一個開關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮,那么設(shè)計(jì)的電路為(

)A.“與”門電路B.“非”門電路C.“或”門電路D.上述答案都有可能【解析】選C。不論哪一個開關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮,即只要有一個條件得到滿足,結(jié)果就會發(fā)生,體現(xiàn)的是“或”的邏輯關(guān)系,故選C。主題二復(fù)合門電路【情境探究】如圖所示,當(dāng)開關(guān)A接通時(shí),燈泡Y被短路而不亮;當(dāng)開關(guān)A斷開時(shí),燈泡Y是通路而被點(diǎn)亮。試結(jié)合上述現(xiàn)象討論:1.兩個門電路組合就可構(gòu)成一個復(fù)合門電路。若將一個“與”門電路和一個“非”門電路組合在一起,可做成一個復(fù)合門電路,即“與非”門電路?！芭c非”門的邏輯電路圖如圖所示,試根據(jù)其含義完成其真值表。提示：輸入輸出A1B1Y200__01__10__11__11102.若將一個“或”門電路和一個“非”門電路組合在一起,可做成一個復(fù)合門電路,即“或非”門電路?！盎蚍恰遍T的邏輯電路圖如圖所示,試根據(jù)其含義完成其真值表。提示：輸入輸出A1B1Y200__01__10__11__1000【知識點(diǎn)睛】復(fù)合門電路(1)任意兩個門電路組合就可構(gòu)成一個復(fù)合門電路。(2)“與非”門:“與”門電路與“非”門電路的組合;“或非”門:“或”門電路與“非”門電路的組合。【規(guī)律方法】幾種常見復(fù)合門電路的含義和記憶口訣(1)與非:條件A、B等都具備,則事件Y不發(fā)生。有0出1,全1為0。(2)或非:條件A、B任一具備,則事件Y不發(fā)生。有1出0,全0為1。(3)異或:條件A、B中有一個具備,另一個不具備,則事件Y發(fā)生。相同出0,相異出1。(4)同或:條件A、B同時(shí)具備,或者同時(shí)不具備,則事件Y發(fā)生。相同出1,相異出0?！镜淅?】如圖所示,用“1”表示有信號輸入,用“0”表示無信號輸入,用“1”表示有信號輸出,用“0”表示無信號輸出,則當(dāng)A、B、C的輸入分別為“0”“1”“0”時(shí),在輸出端Y的結(jié)果是(

)A.“0”B.“1”C.“0”或“1”D.無法確定【解題指南】解答本題可把握以下兩點(diǎn):(1)明確各種門電路的特點(diǎn)及邏輯關(guān)系;(2)確定復(fù)合門電路的輸出結(jié)果?！窘馕觥窟xB。A、B的輸入分別為“0”“1”,由“或”門邏輯關(guān)系知,“或”門將輸出“1”,C輸入“0”,由“非”門邏輯關(guān)系知,“非”門將輸出“1”,“與”門的兩個輸入都為“1”,由“與”門邏輯關(guān)系知,“與”門將輸出“1”,即輸出端Y的結(jié)果為“1”,故B正確。【變式訓(xùn)練】(2013·杭州高二檢測)如圖所示由門電路組成的電路,輸出端為“1”,指示燈L亮,輸出端為“0”,指示燈L不亮,現(xiàn)要使燈L亮,則A、B兩輸入端分別是(

)A.“1”“1”B.“0”“0”C.“1”“0” D.“0”“1”【解析】選B。要使燈L亮,“非”門的輸出應(yīng)該為“1”,故“非”門的輸入為“0”;故“或”門的兩個輸入端都應(yīng)該為“0”。則B正確,A、C、D錯誤。1.(多選)下列敘述正確的有(

)A.數(shù)字電路中只有三種門電路B.數(shù)字信號是連續(xù)的信號C.門電路是最基本的邏輯電路D.只有幾個條件都滿足后,事件才能發(fā)生的邏輯關(guān)系叫作“與”邏輯關(guān)系E.輸出與輸入相反的邏輯關(guān)系叫作“或”邏輯關(guān)系【解析】選C、D。數(shù)字電路中可以包含各種單一的門電路或復(fù)合門電路,A錯誤。數(shù)字信號是不連續(xù)的信號,B錯誤。門電路是最基本的邏輯電路,C正確。只有幾個條件都滿足后,事件才能發(fā)生的邏輯關(guān)系叫作“與”邏輯關(guān)系,D正確。輸出與輸入相反的邏輯關(guān)系叫作“非”邏輯關(guān)系,E錯誤。2.在舉重比賽中,有甲、乙、丙三名裁判,其中甲為主裁判,乙、丙為副裁判,當(dāng)主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認(rèn)為運(yùn)動員上舉合格后,才可發(fā)出合格信號。這種情況用邏輯關(guān)系表示屬于(

)A.“與”邏輯B.“或”邏輯C.“非”邏輯D.都不是【解析】選D。主裁判和至少一名副裁判認(rèn)為合格才發(fā)出合格信號,則可判斷應(yīng)為“或”邏輯與“與”邏輯的復(fù)合邏輯關(guān)系,故選項(xiàng)D正確,A、B、C錯誤。3.請根據(jù)下面所列的真值表,從如圖所示的四幅圖中選出與之相對應(yīng)的一個門電路(

)輸入輸出ABZ001011101110【解析】選D。從真值表可看出不是單一的“與”“或”關(guān)系,更不是單一的“非”關(guān)系,一定對應(yīng)一個復(fù)合門電路,從真值表分析可得應(yīng)為“與非”復(fù)合門電路,D選項(xiàng)正確。4.(多選)(2014·漣水高二檢測)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個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。RG為光敏電阻,有光線照射時(shí),其阻值顯著減小;R為可調(diào)電阻,起分壓作用;J為路燈開關(guān)控制繼電器(圖中未畫出路燈電路),則下列說法正確的是(

)A.該邏輯電路為與門電路B.該邏輯電路為非門電路C.為了提高電路的靈敏度,應(yīng)該適量增大可變電阻RD.為了提高電路的靈敏度,應(yīng)該適量減小可變電阻R【解析】選B、D。非門的特點(diǎn)是輸入狀態(tài)和輸出狀態(tài)完全相反,所以該邏輯電路為非門邏輯電路,所以A錯誤,B正確。要使路燈比平時(shí)早一些亮起來,也就是使繼電器兩端的電壓要大一些,則使R兩端的電壓小一些,根據(jù)閉合電路歐姆定律,只要把R調(diào)小一些。故C錯誤,D正確。5.如圖所示是一種應(yīng)用邏輯電路制作的簡易走道燈電路圖,R0是一個光敏電阻,當(dāng)走道里光線較暗或是將手動開關(guān)S接通時(shí),燈都會亮。則在電路圖的虛線框內(nèi)的門電路應(yīng)是

門,當(dāng)有光照到光敏電阻R0上時(shí),門電路的輸入端B是

電位?！窘馕觥客ㄟ^對電路圖的分析,明確輸入信號是高電位還是低電位