D简单逻辑电路(上课).ppt

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1、D 简 单 逻 辑 电 路,引入:数字化的现代生活,一、数字电路,1、两种不同的信号,模拟信号：电压信号随时间是连续变化的，我们把它叫做模拟信号。（如音频电信号）,数字信号：电压信号不连续变化的信号，叫数字信号,这两种信号有什么不一样？,模拟信号,处理模拟信号的电路叫做模拟电路,处理数字信号的电路叫做数字电路,数字信号,书,数字信号具有较强的干扰能力；处理起来方便；是计算机工作的基础，能更大范围传送信息；高速度、高保密、高保真等优点.,t,U,0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0,高电势（如 5V)“1”低电势（如 0V、接地）“0”,2.数字化的引入

2、：,3.（数字）逻辑电路,逻辑电路中最基本的电路叫“门”电路,数字电路主要实现输入信号和输出信号之间的逻辑关系。,数字电路的基本单元是逻辑电路,二、基本门电路,门电路是最简单的逻辑电路，是数字电路的基本单元 门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是根据输入信号，按一定的逻辑关系获得相应的输出信号的装置。,门电路在工作时输入、输出端只有两种状态：高电势（比如5v）“1”，低电势（比如0v）“0”,基本门电路分为三种“与”门“或”门“非”门,1、“与”门,（1）“与”逻辑关系,s1,s2,L,规定：开关 闭合为 1，断开为 0灯泡 亮为 1，熄灭为 0,“与”门逻辑示意图,当决

3、定某事件的全部条件同时具备时，结果才会发生，这种因果关系叫做“与”。实现“与”逻辑关系的电路称为与门。,（2）“与”门符号,（4）真值表:罗列门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格。,1,0,0,0,输入A与输入B均是高电势时，输出Z才是高电势。,有“0”就“0”全“1”才“1”,（3）与门逻辑功能,（5）波形图,0 1 0 1,1 0 1 0,0 0 0 1 0 1 0,下图中用电信号的方式标出了“与”门输入端A、B上的输入情况，请画出输出端Z的电信号:,2、“或”门,（1）“或”逻辑关系,结果,在决定某事件的条件中，只要任一条件具备，事件就会发生，这种因果关系叫做“或”。实现“或”

4、逻辑关系的电路称为或门。,“或”门逻辑示意图,（2）符号,（4）真值表:,有“1”就“1”,输入A与输入B中任一个或者两个都是高电势，输出Z就为高电势。,1,1,1,0,（3）或门逻辑功能,（5）波形图,0 1 0 1,1 0 1 0,1 0 1 1 1 1 1,下图中用电信号的方式标出了“或”门输入端A、B上的输入情况，请画出输出端Z输出的电信号。,3、“非”门,（1）“非”逻辑关系,条件,结果,决定某事件的条件只有一个,当条件出现时事件不发生,而条件不出现时,事件发生,这种因果关系叫做“非”。实现“非”逻辑关系的电路称为非门，也称反相器。,（4）真值表,（5）波形图（反相器）,A,Z,（2

5、）符号：,0,1,1,0,输入A为高电势时输出Z为低电势，输入A为低电势时输出Z为高电势。,（3）非门逻辑功能,逻辑关系,真值表,与门 或门 非门,符号,“与非”门,“或非”门,“与非”门的真值表,1,1,1,0,【知识拓展】用基本门电路通过各种组合方式不同的设计要求，从而构成各种组合逻辑电路。比如我们把一个“与”门的输出端接入一个“非”门的输入端，来研究它的输出情况.,0,0,0,1,“与非”门的逻辑功能？,【知识拓展】,集成电路的优点,世界上第一台电子管式计算机：仅用1.8万支电子管就占地170，重达30t,笔记本电脑：1kg左右,微电子技术集成电路芯片：在1 的半导体硅上，可制造出20亿

6、30亿个晶体管,例：如图所示，V是一个发光二极管，在ab两端加上一定电压时，发光二极管会发光，关于电路的控制过程下列说法正确的是(),A.该电路控制功能相当于一个“或”门B.当S闭合时发光二极管发光。C.当S断开时发光二极管发光。D.以上说法均不正确,C,例：由基本门电路组成的电路使小灯泡发光的图是（）,B,&,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟 逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,与,四、应用逻辑电路实现自动控制,1、传感器：把外界的信号（光、声，温度，湿度、压力、运动等等）转换成电信号，输入控制器。如热敏电阻,光敏电阻,湿度传感器

7、等等。,2、控制器：通过逻辑电路作用，决定输入执行器的电信号，从而控制执行器的状态。,3、执行器：根据电信号进行工作，例如发光、运动、鸣叫等等。,自动控制的一般设计模板：,例题1、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？（2）为什么温度高时电铃会被接通？（3）为了提高该电路的灵敏度，即温度较低时就报警，R的值应大一些还是小一些？,0V,串联电路,&,例：下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的

8、电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与R0的大小关系如何？,R0在受光照时电阻应远小于R2,R0在未受光照时电阻应远大于R2,无光照时光敏电阻值大于1兆欧，有光照时一般仅为几千欧。,例：如图是某种机器的冷却风扇的一个控制电路，当机器温度过高时，接通触动继电器使风扇自动开启，或只有在开关闭合时风扇才启动工作，则图中X框内使用了门电路是 门。R1是 电阻，温度正常，A端输入电势为（高或低），电阻R1 R2（填“大于”或“小于

9、”）。电键S断开时，B端输入电势为（高或低）。,或,R1,R2,低,低,热敏,大于,例：为节电，居民小区的楼道灯通常采用门电路控制，白天的时候，即使拍手发出声音，灯也不亮，但到了晚上，发出声音灯就亮了。并采用延时电路，使之亮了一段时间后熄灭。电路中有一个声控开关(如图)。（1）完成下列表格,暗,有,亮,亮,无,灭,亮,有,灭,（2）画出应用什么门电路实现控制，其中R2为光敏电阻，受光照射电阻减小；R1为定值电阻；K为声控开关,&,（3）把天色信号设为A，声音信号设为B，电路中输入端高电势为1，低电势为0，则当天色明亮时，A输入应为，有声音时B输入应为。按照选定的门电路对应的逻辑关系填好真值表。

10、,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,A,B,Z,（4）白天时，R1、R2的关系是R1 R2（填“大于”或“小于”）,0,1,大于,电热水器,例:,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:,（1）输入端A的状态受元件X和Y控制，试写出元件X和Y名称。若水温上升，器件Y的电阻值有何变化？试指出在什么情况下输入端A的状态是“1”（设高电势为1，低电势为0),&,X为可变电阻器,Y为热敏电阻,水温上升时Y阻值减小,温度较低时A为“1”,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电

11、器而是电开始加热，试回答下列问题:,（2）输入端B的状态受接触器和电阻器R控制，若整个接触器浸没在水中，输入端B的状态是什么？试简单解释为何将接触器放在盛水器内的高处。,&,若整个接触器浸没在水中，输入端B为高电势,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器于是电开始加热，试回答下列问题:,&,（3）电热器在什么情况下开始对水加热？,自动控制的一般设计模板：,湿度传感器,例：“天黑路滑”指示灯,以下备用,例：如图所示，由“非”门构成的一个简单光控制电路，其中R/为光敏电阻，光照时电阻变小，R为定值电阻，L为小灯泡，其工作原理是，当光敏电阻受光照时，此时输

12、入电势为（高或低），小灯L（填“亮”或“灭”）。白天灯两端电压为UL1，夜晚为UL2，则UL1_UL2（填“”或“”）。要使路灯早一些亮起来，应使R_（填“增大”或“减小”）。,灭,高,减小,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,例：下图是一个应用某种逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一个开关处于开路状态（即输入为逻辑1），那么输出也是逻辑1，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。,“或”,1,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟 逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,例：如图所示，由“非”门构成的一个简单光控制电路，其中R/为光敏电阻，光照时电阻变小，R为定值电阻，L为小灯泡，其工作原理是，当光敏电阻受光照时，小灯L（填“亮”或“灭”），此时输入电势为（高或低）,亮,低,