高中物理逻辑电路与自动控制课件版选修

第4节逻辑电路与自动控制1．知道什么是逻辑电路．2．了解“与”门、“或”门、“非”门的特点．3．关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况．1．在下图三个电路中，开关A、B须满足什么条件，灯泡L才能亮？【答案】图(甲)同时闭合开关A、B图(乙)闭合开关A或B图(丙)断开开关A1．什么是“与”门？2．“与”门真值表及其符号是什么？3．什么是“或”门？4．“或”门真值表及其符号是什么？5．什么是“非”门？6．“非”门真值表及其符号是什么？一、简单的逻辑电路处理数字信号的电路叫做数字电路，数字电路主要研究电路的

功能．逻辑电路是由

电路构成的．逻辑电路的信号只有两种状态：一是

状态，用1表示；一是

状态，用0表示．按输入、输出关系的不同，可以将基本的逻辑门电路分为

门、

门、

门等．1．“与”门(1)“与”逻辑关系：如果有一个是事件的几个条件都满足后该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系，具有“与”逻辑关系的电路称为

电路，简称“与”门．逻辑基本逻辑门高电位低电位“与”“或”“非”“与”门(2)符号：(3)真值表输入输出ABZ0000101001112.“或”门(1)“或”逻辑关系：若几个条件中只要有一个条件得到满足某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路称为

电路，简称“或”门．(2)符号：“或”门(3)真值表输入输出ABZ0000111011113.“非”门(1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系，具有“非”逻辑关系的电路被称为

电路，简称“非”门．(2)符号：“非”门(3)真值表输入输出AZ0110“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：当输入为零时，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．二、逻辑电路的运用生活中的声控光控开关，这种灯的打开条件是，在无光的条件下，当有声音发出时，灯的开关被打开，这应该是

逻辑电路．三、半导体集成电路的发展以半导体材料为基片，将组成电路的各种元件(如：电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上，成为具有一定功能的电路系统，这就是

电路．它具有分立元件无可比拟的优点．“或”集成一、“与”门电路的特点及符号的意义1．“与”门电路的特点：当输入都为“0”时，输出为“0”；当输入一个为“0”，一个为“1”时，输出为“0”；当输入都为“1”时，输出为“1”．2．符号中各部分的意义是：A、B表示输入端，Z表示输出端，&表示“和”，“与”就是英文中的and的意思．二、“或”门电路的特点及符号的意义1．“或”门电路的特点是：当输入都为“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”，另一个输入为“1”时，输出为“1”；当输入都为“1”时，输出为“1”．2．符号中各部分的意义是：A、B表示输入端，Z表示输出端，“≥1”表示“或”．三、“非”门电路的特点及符号的意义1．“非”门电路的特点是：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．2．符号中各部分的意义是：A为输入端，Z为输出端，“1”表示缓冲，输出端“0”表示反相(又叫反相器)．逻辑门电路中的“1”和“0”是逻辑关系的两种可能取值，不表示具体数字；用“1”表示高电位，“0”表示低电位． 1.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示．关于这里的“1”和“0”下列说法中正确的是(

)A．“1”表示电压为1伏，“0”表示电压为0伏B．“1”表示电压为大于或等于1伏，“0”表示电压一定为0伏C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字D．“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连【答案】

C2．与门的输入端输入信号为何时，输出端输出“1”(

)A．0

0

B．0

1C．1

0 D．1

1【答案】

D3．或门的输入端输入信号为何时，输出端输出“0”(

)A．0

0 B．1

0C．0

1 D．1

1【答案】

A4．联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”．则这个表决器应具有哪种逻辑关系(

)A．“与”门 B．“非”门C．“或”门 D．“与非”门【解析】联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过．这和“与”门的逻辑关系一致．【答案】

A5．下图所示电路为(

)A．“与”门电路 B．“或”门电路C．“非”门电路 D．无法判定【答案】

C〔实验与探究〕与“门”的特点．【点拨】课本上表4－4的真值表如下表所示.输入输出ABZ000010100111实验结果表明，对于“与”门电路：(1)当输入都为“0”时，输出为“0”．(2)当一个输入为“0”，另一个输入为“1”时，输出为“0”．(3)当输入都为“1”时，输出为“1”．〔讨论与交流〕二极管“与”门电路的工作原理．【点拨】

A、B为“与”门的两个输入端，Z是输出端，当A、B都为高电位“1”时(＋3V)，Z端才是高电位“1”(3.7V)．只要输入端有一个是低电位“0”(0V)，相应的二极管导通，Z点被连接于0.7V，其他输入端为高电位的二极管都被截止．〔实验与探究〕“或”门的特点．【点拨】课本上表4－7的真值表如下表所示.输入输出ABZ000011101111实验结果表明，对于“或”门电路：(1)当输入都为“0”时，输出为“0”．(2)当一个输入为“1”，另一个输入为“0”时，输出为“1”．(3)当输入都为“1”时，输出为“1”．〔实验与探究〕“非”门的特点．【点拨】课本上表4－9的真值表如下表所示.实验结果表明，对于“非”门电路：(1)当输入为“0”时，输出为“1”．(2)当输入为“1”时，输出为“0”．输入输出AZ0110

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，试列出真值表．【解析】设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C，裁判结果为Z，并且对于A、B、C，设：判上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．对于Z，设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”．根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.ABCZ00000010010001101000101111011111【答案】

见解析实际问题中的逻辑关系，可分别用数字“1”和“0”简单表示事件的两种相反结果．1－1：某单位的保险柜上有三把锁，三把锁的钥匙分别由经理、会计和出纳三人掌管，三人同时到位时才能把保险柜打开，请你根据这些情况列出真值表．【解析】三个人员分别用A、B、C表示，结果用Z表示．到位的逻辑值为“1”，不到位的逻辑值为“0”，打开锁的逻辑值为“1”，打不开的逻辑值为“0”．真值表如下：【答案】

ABCZ00000010010001101000110010101111

下表是一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路.

输入输出MN0110【解析】

“非”门电路，由真值表可知，输入端与输出端是相反的关系，因此是“非”门电路．【答案】

“非”门电路2－1：(1)若门电路的真值表为甲，则表示什么类型的逻辑电路？(2)若门电路的真值表为乙，则表示什么类型的逻辑电路？输入输出ABZ000010100111甲乙【答案】

(1)甲为“与”门(2)乙为“或”门输入输出ABZ0000111011111．在基本逻辑电路中，何种逻辑门当所有输入均为“0”时，输出不是“1”(

)A．与门电路B或门电路C．非门电路 D．都不可能【答案】

AB2．关于下列门电路的符号，下列说法中正确的是(

)A．甲为“非”门、乙为“与”门B．甲为“与”门、乙为“或”门C．甲为“非”门、乙为“或”门D．甲为“或”门、乙为“与”门【答案】

C3．如右图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路，则图中X框，Y框中应是(

)A．X为热敏电阻，Y为可变电阻B．X为热敏电阻，Y为开关C．X为可变电阻，Y为热敏电阻D．X、Y均为热敏电阻【解析】热敏电阻受热后，电阻减小，A端出现低电位，经过非门后使L两端出现高电位，产生报警信号．【答案】

C4．如右图是一个组合逻辑电路，A、B、C为输入端，Z为输出端，则在真值表中Z空格从上到下依次填写都正确的是(

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

C5.如右图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何时输出端Y输出“1”(

)A．0

0B．0

1C．1

0D．1

1【解析】

只有A、B逻辑电路的输出为“1”，这样与C结合才能保证最后输出端Y输出为“1”，这就要求A、B必须同时输入“1”．【答案】

D6．如右图是一个复合门电路，由一个x门电路与一个“非”门组成，若整个电路成为一个“或”门，则x电路应是(

)A．“与”门B．“或”门C．“与非”门D．“或非”门【答案】

D7．如右图所示，一个三输入端复合门电路，当输入为1

0

1时，输出为________．(填“0”或“1”)【解析】

A、B输入端输入一个“与门”，当输入“1

0”时，输