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年江蘇省揚州市一模年江蘇省揚州市一模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)在邏輯運算中二進制運算總是取輯運算中二進制運算總是取“0”與與“1”兩個值來反兩個值來反映這兩種可能性。映這兩種可能性。一般用兩個不同電位的脈沖的來代一般用兩個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算種邏輯運算 。能完成邏輯運算的電路叫邏輯電路。能完成邏輯運算的電路叫邏輯電路。現(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，輸門電路就像一扇門，當(dāng)具備開門條件時，輸出端就有一個信號輸出；反之，門關(guān)閉，就有另一個出端就有一個信號輸出；反之，門關(guān)閉，就有另一個信號輸出。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（兩個）條件的各個（兩個）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：一個串聯(lián)電路中假如有幾個開關(guān)例如：一個串聯(lián)電路中假如有幾個開關(guān),那么只有當(dāng)那么只有當(dāng)所有開關(guān)閉合的時候電路才是回路所有開關(guān)閉合的時候電路才是回路,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，事情才會成立也就是當(dāng)所條件滿足時，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，只要一個門電路，只要一個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)所有輸入都同時為有輸入都同時為“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)計而成的安全恒溫器。在設(shè)計而成的安全恒溫器。在 “ 與與 ” 門的兩個輸入門的兩個輸入端分別接上一個水位傳感器和水溫傳感器端分別接上一個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水箱中的溫度低于某一溫度時 , “ 與與 ” 門的輸出端給電熱水器開關(guān)輸入一個導(dǎo)通信號門的輸出端給電熱水器開關(guān)輸入一個導(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 , 對水箱中的水進對水箱中的水進行加熱。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)的各個條件的各個條件(因因)中，只要具備一中，只要具備一個或者一個以上的條件這一件事情就會發(fā)生。這種個或者一個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：一個并聯(lián)電路中電燈在干路上例如：一個并聯(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)任何一個支路上的開關(guān)當(dāng)任何一個支路上的開關(guān),閉合的時候電路都會使得閉合的時候電路都會使得電燈亮電燈亮(也就是當(dāng)其中任何一個條件滿足時，事情才會也就是當(dāng)其中任何一個條件滿足時，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，只要有一個輸入對于或門電路，只要有一個輸入“1”，則輸出一定是，則輸出一定是“1”;反之反之,只只有當(dāng)所有輸入都同時為有當(dāng)所有輸入都同時為“0”時，輸時，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火和手動點火有的摩托車采用遙控點火和手動點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。因為開關(guān)就是非邏輯關(guān)系。因為開關(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”時時，輸出總是，輸出總是“1”；當(dāng)輸入為；當(dāng)輸入為“1”時，輸出反而是時，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，出現(xiàn)大多樓道燈具有這樣的功能：天黑時，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，再進入執(zhí)行電路？后，再進入執(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)因為點亮樓道燈需要同時具備兩個條件，即足夠暗因為點亮樓道燈需要同時具備兩個條件，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)被測點為高電平時，斯密特觸發(fā)器輸入端當(dāng)被測點為高電平時，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)被測點為低電平時，點為低電平時，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邏輯電平檢測器，電和限流電阻來組成一個邏輯電平檢測器，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，將檢測器的輸使用時，將檢測器的輸入端接到被測點。請分析：當(dāng)被測點

12、為高電平時，入端接到被測點。請分析：當(dāng)被測點為高電平時，LED是否發(fā)光？低電平時呢？說出道理。是否發(fā)光？低電平時呢？說出道理。SSAYR+5VLED330答答:例例3、溫度報警器電路如圖所示，請說明其工作原理。溫度報警器電路如圖所示，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，熱敏電阻當(dāng)溫度高時，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)達到某一值電勢升高，當(dāng)達到某一值(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)出報警聲，電平跳到低電平，蜂鳴器通電，從而發(fā)出報警聲，R1的阻值不同，則報警溫度不同。的阻值不同，則報警溫度不同。 思考：思考：要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，要使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警，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才報警溫度時才報警,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)器輸入端達到

14、高電平端達到高電平, 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年江蘇省揚州市一模年江蘇省揚州市一模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，兩個開關(guān)如圖甲所示，兩個開關(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同時閉合時，燈同時閉合時，燈L才會亮在這個才會亮在這個事件中，

15、事件中，A、B閉合是條件。燈閉合是條件。燈L亮是結(jié)果象這樣一個亮是結(jié)果象這樣一個事件的幾個條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這事件的幾個條件都滿足后，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；如果幾個條件中，只要有邏輯關(guān)系；如果幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做一個條件得到滿足，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。能實現(xiàn)三種邏輯關(guān)系的電路分別實現(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)將兩個開關(guān)的通斷及燈泡的亮熄組合起來列在表將兩個開關(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，請將此真值表補充完整。值表補充完整。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)計一種能表達利用圖甲中器材，設(shè)計一種能表達“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)實用的門電路是用半導(dǎo)體材料制成的。圖乙中左實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)是一個信號源，準(zhǔn)備從邊虛線框內(nèi)是一個信號源，準(zhǔn)備從A接入門電路，另接入門電路，另一個相同的信號從一個相同的信號從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，信號源將一個信號電壓接入門電路，時，信號源將一個信號電壓接入門電路，接接2時沒有電壓輸入。請判斷右邊虛線框內(nèi)

18、表示的是時沒有電壓輸入。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)計了一個路燈自動控制門電路。門電路設(shè)計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。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是一個光敏電阻，當(dāng)有光線照射時，光敏電是一個光敏電阻，當(dāng)有光線照射時，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)楦邏盒盘枴楦邏盒盘?。J為路燈總開關(guān)