《课时讲练通》2014-2015学年高中物理人教版选修3-1教师用书配套课件：第二章 11简单的逻辑电路

11简单的逻辑电路目标定位核心提示1.知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表。2.会用真值表表示一些简单的逻辑关系。3.会分析、设计一些简单的逻辑电路。4.初步了解集成电路的作用及发展情况。重点:1.三种门电路的逻辑关系。2.各种逻辑关系的真值表。难点:1.数字信号和数字电路的意义。2.复合门电路的分析与判断。一、数字电路中最基本的逻辑电路——门电路1.数字信号变化的两个状态:“___”或者“_____”。2.数字电路:(1)概念:处理_________的电路。(2)功能:研究电路的_____功能。有没有数字信号逻辑二、几种门电路1.“与”门:(1)逻辑关系:一个事件的几个条件_________时,事件才能发生。(2)符号:其中“&”具有“___”的意思,象征A与B两个输入端______时,输出端才是1。同时满足与都是1(3)真值表:“有”用“1”表示,“没有”用“0”表示。输入输出ABY00001__10011__012.“或”门:(1)逻辑关系:某事件发生有几个条件,但只要有_________满足,事件就能发生。(2)符号:“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时,输出端就是1。一个条件(3)真值表。输入输出ABY00001__10111__113.“非”门:(1)逻辑关系:输出状态和输入状态_____。(2)符号:其中矩形右侧小圆表示数字“0”,它与数字“1”象征着输入端为__时,输出端是__。相反10(3)真值表。输入输出AY01104.集成电路:(1)构成:以半导体材料为基片将组成电路的元器件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块_____上。(2)优点:_____小、方便、可靠,适于系列化、标准化生产等。基片体积一、判一判1.逻辑电路可存在两种以上的状态。(

)2.集成电路中必须同时存在三种门电路。(

)3.集成电路可靠性高、寿命长,但耗电高。(

)提示：1.×。逻辑电路就是数字电路,只有“有”或者“没有”两种对立状态。2.×。集成电路中可能只包含一种或者两种门电路。3.×。集成电路耗电低,而不是耗电高。二、选一选在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为(

)A.1和0B.0和1C.1和1D.0和0提示：选C。B、D间是“非”门,当输入信号为“0”时,D端输出为“1”,故A、D错误;D、A共为“与”门的输入端,由“与”门的真值表可知C端输出为“1”,故B错误,C正确。三、想一想“非”门电路的特点是什么?其符号中的A、Z、1、0各代表什么意义?提示：“非”门电路的特点:当输入为“0”时,输出为“1”;当输入为“1”时,输出为“0”,输出跟输入恰好相反。其中“非”门符号中的A代表输入端;Z代表输出端;“1”表示缓冲;“0”表示反相,因此“非”门又叫反相器。主题一简单的逻辑电路【情境探究】如图所示,门是一种条件开关,只有当输入信号满足一定条件时,门才能被打开,才有输出信号。试结合上述现象讨论:1.新学期开学了,某中学某寝室的6名同学都到宿管办报到,宿管办的老师发给他们每人一把钥匙,方便他们单独出入,在这个事件中体现了怎样的逻辑关系?提示：每个同学都能单独的打开宿舍的门,在这个事件中体现了“或”的逻辑关系。2.“白天”与“黑天”体现了什么逻辑关系?提示：体现了“非”逻辑关系。白天与黑天相互交替,白天时必然不是黑天;黑天时必然不是白天。【知识点睛】简单的逻辑电路(1)“与”逻辑关系:当事件所需条件都满足时,事件才会发生。(2)“或”逻辑关系:只要有一个条件得到满足,事件就会发生。(3)“非”逻辑关系:输出状态和输入状态相反的逻辑关系。【规律方法】分析逻辑关系的基本思路(1)明确什么是条件,什么是结果。(2)看条件与结果的内在联系,即符合哪种门电路。(3)根据门电路的特点写出真值表或逻辑表达式。【典例1】(2013·大连高二检测)如图所示,试判断这是一个什么逻辑门电路,A、B、C闭合时记为“1”,断开时记为“0”,P灯亮记为“1”,不亮记为“0”,试完成真值表:输入输出ABCP【解题指南】解答本题可把握以下两点:(1)明确“与”门的特点;(2)知道数值“1”“0”代表的意义。【解析】由题图可知,开关A、B、C必须都合上,灯才亮,所以这是一个“与”门电路,其真值表如下表:输入输出ABCP00000010010001101000101011001111答案:见解析【变式训练】走廊里有一盏电灯,在走廊两端各有一个开关,我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮,那么设计的电路为(

)A.“与”门电路B.“非”门电路C.“或”门电路D.上述答案都有可能【解析】选C。不论哪一个开关接通都能使电灯点亮,即只要有一个条件得到满足,结果就会发生,体现的是“或”的逻辑关系,故选C。主题二复合门电路【情境探究】如图所示,当开关A接通时,灯泡Y被短路而不亮;当开关A断开时,灯泡Y是通路而被点亮。试结合上述现象讨论:1.两个门电路组合就可构成一个复合门电路。若将一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起,可做成一个复合门电路,即“与非”门电路。“与非”门的逻辑电路图如图所示,试根据其含义完成其真值表。提示：输入输出A1B1Y200__01__10__11__11102.若将一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起,可做成一个复合门电路,即“或非”门电路。“或非”门的逻辑电路图如图所示,试根据其含义完成其真值表。提示：输入输出A1B1Y200__01__10__11__1000【知识点睛】复合门电路(1)任意两个门电路组合就可构成一个复合门电路。(2)“与非”门:“与”门电路与“非”门电路的组合;“或非”门:“或”门电路与“非”门电路的组合。【规律方法】几种常见复合门电路的含义和记忆口诀(1)与非:条件A、B等都具备,则事件Y不发生。有0出1,全1为0。(2)或非:条件A、B任一具备,则事件Y不发生。有1出0,全0为1。(3)异或:条件A、B中有一个具备,另一个不具备,则事件Y发生。相同出0,相异出1。(4)同或:条件A、B同时具备,或者同时不具备,则事件Y发生。相同出1,相异出0。【典例2】如图所示,用“1”表示有信号输入,用“0”表示无信号输入,用“1”表示有信号输出,用“0”表示无信号输出,则当A、B、C的输入分别为“0”“1”“0”时,在输出端Y的结果是(

)A.“0”B.“1”C.“0”或“1”D.无法确定【解题指南】解答本题可把握以下两点:(1)明确各种门电路的特点及逻辑关系;(2)确定复合门电路的输出结果。【解析】选B。A、B的输入分别为“0”“1”,由“或”门逻辑关系知,“或”门将输出“1”,C输入“0”,由“非”门逻辑关系知,“非”门将输出“1”,“与”门的两个输入都为“1”,由“与”门逻辑关系知,“与”门将输出“1”,即输出端Y的结果为“1”,故B正确。【变式训练】(2013·杭州高二检测)如图所示由门电路组成的电路,输出端为“1”,指示灯L亮,输出端为“0”,指示灯L不亮,现要使灯L亮,则A、B两输入端分别是(

)A.“1”“1”B.“0”“0”C.“1”“0” D.“0”“1”【解析】选B。要使灯L亮,“非”门的输出应该为“1”,故“非”门的输入为“0”;故“或”门的两个输入端都应该为“0”。则B正确,A、C、D错误。1.(多选)下列叙述正确的有(

)A.数字电路中只有三种门电路B.数字信号是连续的信号C.门电路是最基本的逻辑电路D.只有几个条件都满足后,事件才能发生的逻辑关系叫作“与”逻辑关系E.输出与输入相反的逻辑关系叫作“或”逻辑关系【解析】选C、D。数字电路中可以包含各种单一的门电路或复合门电路,A错误。数字信号是不连续的信号,B错误。门电路是最基本的逻辑电路,C正确。只有几个条件都满足后,事件才能发生的逻辑关系叫作“与”逻辑关系,D正确。输出与输入相反的逻辑关系叫作“非”逻辑关系,E错误。2.在举重比赛中,有甲、乙、丙三名裁判,其中甲为主裁判,乙、丙为副裁判,当主裁判和一名以上(包括一名)副裁判认为运动员上举合格后,才可发出合格信号。这种情况用逻辑关系表示属于(

)A.“与”逻辑B.“或”逻辑C.“非”逻辑D.都不是【解析】选D。主裁判和至少一名副裁判认为合格才发出合格信号,则可判断应为“或”逻辑与“与”逻辑的复合逻辑关系,故选项D正确,A、B、C错误。3.请根据下面所列的真值表,从如图所示的四幅图中选出与之相对应的一个门电路(

)输入输出ABZ001011101110【解析】选D。从真值表可看出不是单一的“与”“或”关系,更不是单一的“非”关系,一定对应一个复合门电路,从真值表分析可得应为“与非”复合门电路,D选项正确。4.(多选)(2014·涟水高二检测)某同学设计了一个路灯自动控制门电路:天黑了让路灯自动接通,天亮了让路灯自动熄灭。RG为光敏电阻,有光线照射时,其阻值显著减小;R为可调电阻,起分压作用;J为路灯开关控制继电器(图中未画出路灯电路),则下列说法正确的是(

)A.该逻辑电路为与门电路B.该逻辑电路为非门电路C.为了提高电路的灵敏度,应该适量增大可变电阻RD.为了提高电路的灵敏度,应该适量减小可变电阻R【解析】选B、D。非门的特点是输入状态和输出状态完全相反,所以该逻辑电路为非门逻辑电路,所以A错误,B正确。要使路灯比平时早一些亮起来,也就是使继电器两端的电压要大一些,则使R两端的电压小一些,根据闭合电路欧姆定律,只要把R调小一些。故C错误,D正确。5.如图所示是一种应用逻辑电路制作的简易走道灯电路图,R0是一个光敏电阻,当走道里光线较暗或是将手动开关S接通时,灯都会亮。则在电路图的虚线框内的门电路应是

门,当有光照到光敏电阻R0上时,门电路的输入端B是

电位。【解析】通过对电路图的分析,明确输入信号是高电位还是低电位