逻辑电路(新颖)课件

1、简单逻辑电路模拟信号1、正弦信号三角波方波锯齿波2、脉冲信号自然界大部分信息以连续变化的物理量形式出现，例如：温度、压力、速度等，它们在时间和数值上具有连续变化的特点，在一定范围内可取任意实数值，通常称之为模拟量。表示模拟量的电信号称为模拟信号。

周期性模拟电信号位移（s-t）速度（v-t）温度（比热容）力声音电流（电磁波）自然界的模拟信号数字信号还有一类物理量在时间和数值上离散存在，它们的大小以及每次的增减变化都是某个最小单位的整数倍，这一类物理量称为数字量。表示数字量的电信号称为数字信号。数字信号模拟电路和数字电路处理模拟信号的电路称为模拟电路。处理数字信号的电路称为数字电路。数字电路不仅能对数字信号进行数值运算，而且具有逻辑运算和逻辑判断功能，所以又称为逻辑电路。逻辑电路主要研究输入信号和输出信号之间的逻辑关系。门电路逻辑电路由门电路组合而成。最基本的门电路是：与门、或门、非门真值表输入输出ABZ000010100111ABZ＆规定：开关闭合为1，断开为0灯泡亮为1，熄灭为0电路符号实验器材：逻辑电路实验器与门或门非门“开关”模块和“灯”模块S1LS2“断开”、“闭合”是指开关的状态断开为0；闭合为1“灭”、“亮”是指小灯的状态灭为0；亮为1用逻辑电路实验器完成与门实验不断改变两个输入端的状态，观察输出端对应的状态，对照真值表，理解“与门”的输入和输出之间的逻辑关系。或门输入输出ABZ000011101111ABZ≥1具有“或”逻辑关系的电路真值表S2LS1用逻辑电路实验器完成或门实验改变两个输入端的状态，观察输出端对应的状态，对照真值表，理解“或门”输入和输出之间的逻辑关系。S2LS1非门Z1A输入输出AZ0110具有“非”逻辑关系的电路真值表AL教材中的例题温度传感器变阻器温度传感器应用非门构成的火警报警器电路＋5Vθ1拓展联想——与非门AB＆Z输入一级输出最终输出ABZ0Z0001010110011110真值表其它模块上开关下开关蜂鸣器光照传感器温度传感器教材中的习题2下开关下开关下开关用或门构成的车门报警电路＋5V≥10VABZ习题6:逐个分析各门电路的逻辑关系

AB≥1Z＆1001111简单设计CABZ列出真值表与实验结果进行对照设计要求：孩子打算出游，只需父母一方陪同即可成行。＆父亲A母亲B孩子C出行Z≥1设计：简单设计——光控路灯01夜晚，光敏电阻变大，灯点亮。白天，光敏电阻变小，灯不亮；

01＋5V10VAZ深入研究BZAEBFAbaCABABA、B在何种状态下使小灯熄灭

A、B、C在什么状态下使小灯点亮

三与门2只开关控制1盏灯

二人抢答器

具有“记忆”功能的小灯

ABCZBA使用逻辑分析传感器

测量逻辑电路t1

t2

t3t4ABZt

10000111u

波形图与门t1：A=0，B=0，Z=0；t2：A=1，B=0，Z=0；t3：A=0，B=1，Z=0；t4：A=1，B=1，Z=1。开关A开关B小灯Zt1t2t3t4或门t1：A=0，B=0，Z=0；t2：A=1，B=0，Z=1；t3：A=0，B=1，Z=1；t4：A=1，B=1，Z=1。t1t2t3t4开关B小灯Z开关A非门与非门输入口输出口连接线ABECDABCDE与门输出非门输入或非门开关A小灯Z开关B或门输出（非门输入）2、简单的模块式电路

学习包——自动控制与模块机器人机器人由传感器、控制器和执行器三个模块组成

外界信息感觉器官传感器控制器执行器大脑肌肉相当于人的感觉器官、大脑和肌肉

模块机器人的构成模块机器人分为传感器模块、控制器模块和执行器模块三部分。传感器插口蜂鸣器数码管执行器插口复位键选择键运行键电源控制器模块微控制器计算机有两大功能：1、信息处理功能，例如：文字、图像、声音处理，信息检测等。2、对外控制功能：微控制器。微控制器又称单片机，智能化家用电器中都嵌有微控制器。传感器模块光传感器声传感器温度传感器磁传感器触发传感器循迹传感器红外线传感器传感器将自然界的各种信息转化成电信号，它是实现自动控制的首要环节。执行器模块警报器模块电风扇动力小车模块电动机模块自动门小灯模块彩灯模块自动控制的目的，就是要随心所欲地控制这些电器、机械装置。程序下载1、机器人表演

选用小车作为执行器，控制程序选用“即时控制”。先插入循迹传感器。程序启动后，手持小车，此时车轮不会转动。将小车放在桌面上，小车立即向前开动。换上红外线传感器，重新启动程序，小车原地不动，用手接近红外线传感器，小车立即前进。演示传感器在自动控制中的检测作用。演示不同程序的控制作用：插入循迹传感器，分别下载“边沿小车”和“循迹小车”。由于控制程序不同，整个装置的功能也不同。

2、传感器实验触发传感器即时控制程序小灯先利用触发传感器控制小灯，表明传感器和执行器之间一一对应的关系。更换不同的传感器了解传感器在自动控制中的作用。即时控制程序声音光红外线磁场温度3、控制器实验用同一个传感器、同一个执行器，不同的控制程序来产生不同的效果，从而体现控制程序的作用。即时控制延时控制定时亮灯非门控制变速风扇定时灭灯航标警示灯计数自动门数字显示警报器4、执行器实验

各种装置之所以能够自动地实现某项功能，就是由于控制程序根据传感器采集的外部信息，经过处理后，通过指令，实现了自动化的全过程。光控警报器

光控电风扇

光控自动门

光控动力小车

光控抛球器

光控彩灯

5、学生分组设计

设计方案可以有多种途径：①改变组合方式提出一个自动化控制的设想，利用模块机器人现有的模块（包括程序），通过新的组合来模拟这种装置。？种组合8个70种程序5个请同学算一下：②改换情景红外定时电风扇红外线、电风扇原有方案新设计方案：情景：定时亮灯模块：声、灯控制程序：不改变③自己编程：利用现有传感器和执行器进行创作

小车走矩形小灯闪烁

小车走黑线光照警报器

④自己动手：制作简单的传感器、执行器用控制器控制玩具简单设计（例题）1、分析：有两个控制条件（1、光照强弱，2、是否有人靠近），一个被控对象（指示灯）。两个控制条件与指示灯之间可能是“与”逻辑关系，也可能是“或”逻辑关系。………经过分析，确认“或”逻辑关系。光照强弱是否有人靠近指示灯≥1设计要求：设计一盏指示灯。白天指示灯自动点亮，夜晚自动熄灭。夜间如果有人加班，被传感器检测到信号时，灯自动点亮；当人离开后，指示灯自动熄灭。简单设计（例题）光照传感器红外线传感器小灯模块3、选择“或门控制”程序程序运行后，当有光照或者有物体接近红外线传感器时，小灯点亮。2、选择模块：组装简单设计——电风扇要求：温度升高，有人靠近时，电风扇转动，除此之外都不转动。与门控制程序红外线传感器温度传感器简单设计——门禁装置要求：当门关闭时，报警器不工作；当门打开时，报警器工作。非门控制程序磁铁简单设计——物件报警器或非门控制程序要求：白天，物件可以任意移动；夜晚，当物件离开桌面时，立即报警。光循迹传感器简单设计——节水开关控制器的输入端检测到外界信号后，输出端口立即有信号输出，控制器同时开始计时，无论输入端信号是否消失，输出信号都延续一段时间后结束。第二种延时控制

要求：有人靠近水龙头时，自动放水；15秒钟后无论使用者是否离开，均停止供水。模拟水龙头简单设计——洗手间冲洗器控制器的输入端检测到外界信号后，输出端口没有信号输出，当输入端信号消失以后，输出端口开始输出信号，控制器同时开始计时，输出信号要延续一段时间后才结束。第六种延时控制

要求：使用者靠近时不工作；当使用者离开后自动放水，15秒钟后停止供水。模拟冲洗器简单设计——模拟电冰箱即时控制程序非门控制程序模拟压缩机控制过程：温度高于设定值开始工作；温度低于设定值停止工作。模拟冰箱门控制状态：关门时指示灯不亮；开门时指示灯点亮。简单设计——模拟饮水机恒温值危险值自编程序：温度低于恒温值时，小灯点亮（加热）；温度高于恒温值时，小灯熄灭（停止加热）；温度高于危险值时，小灯闪烁报警。内部有两个温度开关简单设计——模拟取暖器要求：用小灯模拟加热器。温度低于设定值时，通电加热；温度高于设定值时，停止加热。非门控制程序温度传感器

两种温度传感器火警报警器电路

温度低于设定值时，电阻增大，A＝0，Z＝1，通电加热。温度高于设定值时，电阻减小，A＝0，Z＝1，蜂鸣器工作。

＋5Vθ1AZ模拟取暖器＋5Vθ1AZ6、资料光盘有关模块机器人的操作方法、程序下载、程序设计、扩展应用等，可参考学习包提供的资料光盘。模拟信号与数字信号的转换A／D转换模拟信号（Analog）数字信号（Digital）000001000101100010010111001100110101010000100000音乐(模拟信号）数字信号声卡录音还原量化信号→二进制代码→计算机数字信号取样时刻t

1t

2t

3t

4t

5量化值47224量化

编码

876543210t量化值/v量化信号010001110010001