高中物理邏輯電路與自動控制課件版選修

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

功能．邏輯電路是由

電路構成的．邏輯電路的信號只有兩種狀態(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”邏輯關系：如果有一個是事件的幾個條件都滿足后該事件才能發(fā)生，我們把這種關系叫做“與”邏輯關系，具有“與”邏輯關系的電路稱為

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

電路，簡稱“或”門．(2)符號：“或”門(3)真值表輸入輸出ABZ0000111011113.“非”門(1)“非”邏輯關系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關系，叫做“非”邏輯關系，具有“非”邏輯關系的電路被稱為

電路，簡稱“非”門．(2)符號：“非”門(3)真值表輸入輸出AZ0110“非”門電路的特點是什么？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：當輸入為零時，輸出為“1”；當輸入為“1”時，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．二、邏輯電路的運用生活中的聲控光控開關，這種燈的打開條件是，在無光的條件下，當有聲音發(fā)出時，燈的開關被打開，這應該是

邏輯電路．三、半導體集成電路的發(fā)展以半導體材料為基片，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．它具有分立元件無可比擬的優(yōu)點．“或”集成一、“與”門電路的特點及符號的意義1．“與”門電路的特點：當輸入都為“0”時，輸出為“0”；當輸入一個為“0”，一個為“1”時，輸出為“0”；當輸入都為“1”時，輸出為“1”．2．符號中各部分的意義是：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”門電路的特點及符號的意義1．“或”門電路的特點是：當輸入都為“0”時，輸出為“0”；當一個輸入為“0”，另一個輸入為“1”時，輸出為“1”；當輸入都為“1”時，輸出為“1”．2．符號中各部分的意義是：A、B表示輸入端，Z表示輸出端，“≥1”表示“或”．三、“非”門電路的特點及符號的意義1．“非”門電路的特點是：當輸入為“0”時，輸出為“1”；當輸入為“1”時，輸出為“0”，輸出跟輸入恰好相反．2．符號中各部分的意義是：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．關于這里的“1”和“0”下列說法中正確的是(

)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”是邏輯關系的兩種可能的取值，不表示具體的數(shù)字D．“1”表示該點與電源正極相連，“0”表示該點與電源負極相連【答案】

C2．與門的輸入端輸入信號為何時，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為何時，輸出端輸出“0”(

)A．0

0 B．1

0C．0

1 D．1

1【答案】

A4．聯(lián)合國安理會每個常任理事國都擁有否決權，假設設計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”．則這個表決器應具有哪種邏輯關系(

)A．“與”門 B．“非”門C．“或”門 D．“與非”門【解析】聯(lián)合國規(guī)定，只要常任理事國有一個反對，提案就不能通過．這和“與”門的邏輯關系一致．【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．無法判定【答案】

C〔實驗與探究〕與“門”的特點．【點撥】課本上表4－4的真值表如下表所示.輸入輸出ABZ000010100111實驗結果表明，對于“與”門電路：(1)當輸入都為“0”時，輸出為“0”．(2)當一個輸入為“0”，另一個輸入為“1”時，輸出為“0”．(3)當輸入都為“1”時，輸出為“1”．〔討論與交流〕二極管“與”門電路的工作原理．【點撥】

A、B為“與”門的兩個輸入端，Z是輸出端，當A、B都為高電位“1”時(＋3V)，Z端才是高電位“1”(3.7V)．只要輸入端有一個是低電位“0”(0V)，相應的二極管導通，Z點被連接于0.7V，其他輸入端為高電位的二極管都被截止．〔實驗與探究〕“或”門的特點．【點撥】課本上表4－7的真值表如下表所示.輸入輸出ABZ000011101111實驗結果表明，對于“或”門電路：(1)當輸入都為“0”時，輸出為“0”．(2)當一個輸入為“1”，另一個輸入為“0”時，輸出為“1”．(3)當輸入都為“1”時，輸出為“1”．〔實驗與探究〕“非”門的特點．【點撥】課本上表4－9的真值表如下表所示.實驗結果表明，對于“非”門電路：(1)當輸入為“0”時，輸出為“1”．(2)當輸入為“1”時，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，當主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認為運動員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號，試列出真值表．【解析】設甲、乙、丙三名裁判的裁判意見為邏輯變量A、B、C，裁判結果為Z，并且對于A、B、C，設：判上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．對于Z，設：上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”．根據(jù)題意及上述假設列出真值表如下表所示.ABCZ00000010010001101000101111011111【答案】

見解析實際問題中的邏輯關系，可分別用數(shù)字“1”和“0”簡單表示事件的兩種相反結果．1－1：某單位的保險柜上有三把鎖，三把鎖的鑰匙分別由經(jīng)理、會計和出納三人掌管，三人同時到位時才能把保險柜打開，請你根據(jù)這些情況列出真值表．【解析】三個人員分別用A、B、C表示，結果用Z表示．到位的邏輯值為“1”，不到位的邏輯值為“0”，打開鎖的邏輯值為“1”，打不開的邏輯值為“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，何種邏輯門當所有輸入均為“0”時，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．關于下列門電路的符號，下列說法中正確的是(

)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應用“非”門構成一個簡易火警報警電路，則圖中X框，Y框中應是(

)A．X為熱敏電阻，Y為可變電阻B．X為熱敏電阻，Y為開關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)過非門后使L兩端出現(xiàn)高電位，產(chǎn)生報警信號．【答案】

C4．如右圖是一個組合邏輯電路，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.如右圖是一個三輸入端復合門電路，當C端輸入“1”時，A、B端輸入為何時輸出端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必須同時輸入“1”．【答案】

D6．如右圖是一個復合門電路，由一個x門電路與一個“非”門組成，若整個電路成為一個“或”門，則x電路應是(

)A．“與”門B．“或”門C．“與非”門D．“或非”門【答案】

D7．如右圖所示，一個三輸入端復合門電路，當輸入為1

0

1時，輸出為________．(填“0”或“1”)【解析】

A、B輸入端輸入一個“與門”，當輸入“1

0”時，輸