高中物理邏輯電路與自動(dòng)控制課件版選修

第4節(jié)邏輯電路與自動(dòng)控制1．知道什么是邏輯電路．2．了解“與”門、“或”門、“非”門的特點(diǎn)．3．關(guān)注我國(guó)集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況．1．在下圖三個(gè)電路中，開(kāi)關(guān)A、B須滿足什么條件，燈泡L才能亮？【答案】圖(甲)同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)A、B圖(乙)閉合開(kāi)關(guān)A或B圖(丙)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)A1．什么是“與”門？2．“與”門真值表及其符號(hào)是什么？3．什么是“或”門？4．“或”門真值表及其符號(hào)是什么？5．什么是“非”門？6．“非”門真值表及其符號(hào)是什么？一、簡(jiǎn)單的邏輯電路處理數(shù)字信號(hào)的電路叫做數(shù)字電路，數(shù)字電路主要研究電路的

功能．邏輯電路是由

電路構(gòu)成的．邏輯電路的信號(hào)只有兩種狀態(tài)：一是

狀態(tài)，用1表示；一是

狀態(tài)，用0表示．按輸入、輸出關(guān)系的不同，可以將基本的邏輯門電路分為

門、

門、

門等．1．“與”門(1)“與”邏輯關(guān)系：如果有一個(gè)是事件的幾個(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“與”邏輯關(guān)系，具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為

電路，簡(jiǎn)稱“與”門．邏輯基本邏輯門高電位低電位“與”“或”“非”“與”門(2)符號(hào)：(3)真值表輸入輸出ABZ0000101001112.“或”門(1)“或”邏輯關(guān)系：若幾個(gè)條件中只要有一個(gè)條件得到滿足某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系，具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為

電路，簡(jiǎn)稱“或”門．(2)符號(hào)：“或”門(3)真值表輸入輸出ABZ0000111011113.“非”門(1)“非”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“非”邏輯關(guān)系，具有“非”邏輯關(guān)系的電路被稱為

電路，簡(jiǎn)稱“非”門．(2)符號(hào)：“非”門(3)真值表輸入輸出AZ0110“非”門電路的特點(diǎn)是什么？其符號(hào)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)輸入為零時(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(hào)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．二、邏輯電路的運(yùn)用生活中的聲控光控開(kāi)關(guān)，這種燈的打開(kāi)條件是，在無(wú)光的條件下，當(dāng)有聲音發(fā)出時(shí)，燈的開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，這應(yīng)該是

邏輯電路．三、半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展以半導(dǎo)體材料為基片，將組成電路的各種元件(如：電阻、電容、二極管等)和連線集成在同一基片上，成為具有一定功能的電路系統(tǒng)，這就是

電路．它具有分立元件無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)．“或”集成一、“與”門電路的特點(diǎn)及符號(hào)的意義1．“與”門電路的特點(diǎn)：當(dāng)輸入都為“0”時(shí)，輸出為“0”；當(dāng)輸入一個(gè)為“0”，一個(gè)為“1”時(shí)，輸出為“0”；當(dāng)輸入都為“1”時(shí)，輸出為“1”．2．符號(hào)中各部分的意義是：A、B表示輸入端，Z表示輸出端，&表示“和”，“與”就是英文中的and的意思．二、“或”門電路的特點(diǎn)及符號(hào)的意義1．“或”門電路的特點(diǎn)是：當(dāng)輸入都為“0”時(shí)，輸出為“0”；當(dāng)一個(gè)輸入為“0”，另一個(gè)輸入為“1”時(shí)，輸出為“1”；當(dāng)輸入都為“1”時(shí)，輸出為“1”．2．符號(hào)中各部分的意義是：A、B表示輸入端，Z表示輸出端，“≥1”表示“或”．三、“非”門電路的特點(diǎn)及符號(hào)的意義1．“非”門電路的特點(diǎn)是：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．2．符號(hào)中各部分的意義是：A為輸入端，Z為輸出端，“1”表示緩沖，輸出端“0”表示反相(又叫反相器)．邏輯門電路中的“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能取值，不表示具體數(shù)字；用“1”表示高電位，“0”表示低電位． 1.邏輯電路的信號(hào)有兩種狀態(tài)：一是高電位狀態(tài)，用“1”表示；另一種是低電位狀態(tài)，用“0”表示．關(guān)于這里的“1”和“0”下列說(shuō)法中正確的是(

)A．“1”表示電壓為1伏，“0”表示電壓為0伏B．“1”表示電壓為大于或等于1伏，“0”表示電壓一定為0伏C．“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能的取值，不表示具體的數(shù)字D．“1”表示該點(diǎn)與電源正極相連，“0”表示該點(diǎn)與電源負(fù)極相連【答案】

C2．與門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí)，輸出端輸出“1”(

)A．0

0

B．0

1C．1

0 D．1

1【答案】

D3．或門的輸入端輸入信號(hào)為何時(shí)，輸出端輸出“0”(

)A．0

0 B．1

0C．0

1 D．1

1【答案】

A4．聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”，提案通過(guò)為“1”，通不過(guò)為“0”．則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系(

)A．“與”門 B．“非”門C．“或”門 D．“與非”門【解析】聯(lián)合國(guó)規(guī)定，只要常任理事國(guó)有一個(gè)反對(duì)，提案就不能通過(guò)．這和“與”門的邏輯關(guān)系一致．【答案】

A5．下圖所示電路為(

)A．“與”門電路 B．“或”門電路C．“非”門電路 D．無(wú)法判定【答案】

C〔實(shí)驗(yàn)與探究〕與“門”的特點(diǎn)．【點(diǎn)撥】課本上表4－4的真值表如下表所示.輸入輸出ABZ000010100111實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于“與”門電路：(1)當(dāng)輸入都為“0”時(shí)，輸出為“0”．(2)當(dāng)一個(gè)輸入為“0”，另一個(gè)輸入為“1”時(shí)，輸出為“0”．(3)當(dāng)輸入都為“1”時(shí)，輸出為“1”．〔討論與交流〕二極管“與”門電路的工作原理．【點(diǎn)撥】

A、B為“與”門的兩個(gè)輸入端，Z是輸出端，當(dāng)A、B都為高電位“1”時(shí)(＋3V)，Z端才是高電位“1”(3.7V)．只要輸入端有一個(gè)是低電位“0”(0V)，相應(yīng)的二極管導(dǎo)通，Z點(diǎn)被連接于0.7V，其他輸入端為高電位的二極管都被截止．〔實(shí)驗(yàn)與探究〕“或”門的特點(diǎn)．【點(diǎn)撥】課本上表4－7的真值表如下表所示.輸入輸出ABZ000011101111實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于“或”門電路：(1)當(dāng)輸入都為“0”時(shí)，輸出為“0”．(2)當(dāng)一個(gè)輸入為“1”，另一個(gè)輸入為“0”時(shí)，輸出為“1”．(3)當(dāng)輸入都為“1”時(shí)，輸出為“1”．〔實(shí)驗(yàn)與探究〕“非”門的特點(diǎn)．【點(diǎn)撥】課本上表4－9的真值表如下表所示.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于“非”門電路：(1)當(dāng)輸入為“0”時(shí)，輸出為“1”．(2)當(dāng)輸入為“1”時(shí)，輸出為“0”．輸入輸出AZ0110

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(dòng)員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號(hào)，試列出真值表．【解析】設(shè)甲、乙、丙三名裁判的裁判意見(jiàn)為邏輯變量A、B、C，裁判結(jié)果為Z，并且對(duì)于A、B、C，設(shè)：判上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．對(duì)于Z，設(shè)：上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．根據(jù)題意及上述假設(shè)列出真值表如下表所示.ABCZ00000010010001101000101111011111【答案】

見(jiàn)解析實(shí)際問(wèn)題中的邏輯關(guān)系，可分別用數(shù)字“1”和“0”簡(jiǎn)單表示事件的兩種相反結(jié)果．1－1：某單位的保險(xiǎn)柜上有三把鎖，三把鎖的鑰匙分別由經(jīng)理、會(huì)計(jì)和出納三人掌管，三人同時(shí)到位時(shí)才能把保險(xiǎn)柜打開(kāi)，請(qǐng)你根據(jù)這些情況列出真值表．【解析】三個(gè)人員分別用A、B、C表示，結(jié)果用Z表示．到位的邏輯值為“1”，不到位的邏輯值為“0”，打開(kāi)鎖的邏輯值為“1”，打不開(kāi)的邏輯值為“0”．真值表如下：【答案】

ABCZ00000010010001101000110010101111

下表是一邏輯門電路的真值表，試判斷這是一個(gè)什么類型的邏輯門電路.

輸入輸出MN0110【解析】

“非”門電路，由真值表可知，輸入端與輸出端是相反的關(guān)系，因此是“非”門電路．【答案】

“非”門電路2－1：(1)若門電路的真值表為甲，則表示什么類型的邏輯電路？(2)若門電路的真值表為乙，則表示什么類型的邏輯電路？輸入輸出ABZ000010100111甲乙【答案】

(1)甲為“與”門(2)乙為“或”門輸入輸出ABZ0000111011111．在基本邏輯電路中，何種邏輯門當(dāng)所有輸入均為“0”時(shí)，輸出不是“1”(

)A．與門電路B或門電路C．非門電路 D．都不可能【答案】

AB2．關(guān)于下列門電路的符號(hào)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．甲為“非”門、乙為“與”門B．甲為“與”門、乙為“或”門C．甲為“非”門、乙為“或”門D．甲為“或”門、乙為“與”門【答案】

C3．如右圖所示的電路圖是一個(gè)應(yīng)用“非”門構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易火警報(bào)警電路，則圖中X框，Y框中應(yīng)是(

)A．X為熱敏電阻，Y為可變電阻B．X為熱敏電阻，Y為開(kāi)關(guān)C．X為可變電阻，Y為熱敏電阻D．X、Y均為熱敏電阻【解析】熱敏電阻受熱后，電阻減小，A端出現(xiàn)低電位，經(jīng)過(guò)非門后使L兩端出現(xiàn)高電位，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)．【答案】

C4．如右圖是一個(gè)組合邏輯電路，A、B、C為輸入端，Z為輸出端，則在真值表中Z空格從上到下依次填寫都正確的是(

)ABCZ000001010011100101110111A.00010101 B．00000010C．00101010 D．以上答案都不正確【答案】

C5.如右圖是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路，當(dāng)C端輸入“1”時(shí)，A、B端輸入為何時(shí)輸出端Y輸出“1”(

)A．0

0B．0

1C．1

0D．1

1【解析】

只有A、B邏輯電路的輸出為“1”，這樣與C結(jié)合才能保證最后輸出端Y輸出為“1”，這就要求A、B必須同時(shí)輸入“1”．【答案】

D6．如右圖是一個(gè)復(fù)合門電路，由一個(gè)x門電路與一個(gè)“非”門組成，若整個(gè)電路成為一個(gè)“或”門，則x電路應(yīng)是(

)A．“與”門B．“或”門C．“與非”門D．“或非”門【答案】

D7．如右圖所示，一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路，當(dāng)輸入為1

0

1時(shí)，輸出為_(kāi)_______．(填“0”或“1”)【解析】

A、B輸入端輸入一個(gè)“與門”，當(dāng)輸入“1

0”時(shí)，輸