高二物理简单的逻辑电路.ppt

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1、第十节 简单的逻辑电路,课标解读1.初步了解简单逻辑电路及表示符号.2.通过实验理解“与”“或”和“非”门电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系,会用真值表表示一些简单的逻辑关系.3.初步了解集成电路的作用和发展情况.4.通过简单逻辑电路的设计,体会现实意义.,课前自主学习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:“有”或“没有”.2.数字电路(1)概念:处理数字信号的电路.(2)功能:研究电路的逻辑功能.,二“与”门1.逻辑关系:一个事件的几个条件同时满足时事件才能发生.2.符号:_其中“&”具有与的意思,象征AB两个输入端都是1时,输出才是1.,3.真值表,“有”用“1

2、”表示,“没有”用“0”表示,三“或”门1.逻辑关系:某事件发生有几个条件,但只要一个条件满足事件就能发生.2.符号:_,“1”象征1个或多于1个输入端为1时,输出端就是1.3.真值表,四“非”门1.逻辑关系:输出状态与输入状态相反.2.符号_其中矩形右侧小圆圈表示数字“0”,它与数字“1”象征着输入端为1时,输出端为0.3.真值表,五集成电路1.构成:将组成电路的元件(如电阻电容晶体管等)和连线集成在一块硅片上.2.优点:体积小方便可靠,适用于系列化标准化生产.,知识梳理图,课堂互动探究一对三种基本逻辑电路的理解门电路是用来实现基本逻辑功能的电子电路,可以由二极管三极管的元件构成,也可制成集

3、成电路,基本的门电路有三种类型,“与”门电路,“或”门电路和“非”门电路,较复杂的门电路由上述三种基本门电路混和而成.,1.对“与”门的理解,如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件都满足后,该事件才能发生,这种关系叫“与”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门.如上图所示,如果把开关A闭合作为条件A满足,把开关B闭合作为条件B满足,把电灯L亮作为结果Y成立,则“与”逻辑关系可以示意为:,2.对“或”门的理解,如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件中有一个满足,事件就会发生,这种关系叫“或”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门.如上图所示

4、,如果把开关A闭合当作条件A满足.把开关B闭合当作条件B满足,把电灯L亮当作结果Y成立,则“或”逻辑关系可以示意为:,3.对“非”门的理解,设正常逻辑关系为:当条件A满足时,结果Y发生;当条件A不满足时,结果Y不发生.与正常逻辑关系相反,如果条件A满足时,结果Y不发生;条件A不满足时,结果Y却发生,这种关系叫“非”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路,简称“非”门.如上图所示,如果把开关A闭合当作条件A满足,把电灯L亮当作结果Y成立,把电灯L灭当作结果-Y成立,则“非”逻辑关系表现为A-Y.,二各种基本的门电路的符号与真值表1.“与”门的符号“与”门的真值表,2.“或”门的符号“或”

5、门的真值表,3.“非”门的符号“非”门的真值表,三“与非”门“或非”门的真值表1.“与非”门一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起,做成一个复合门电路,称为“与非”门,如下图所示.,其真值表为,2.“或非”门一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起,做成一个“或非”门,如下图.,其真值表为,四逻辑电路的实际应用1.逻辑电路在实际中有着广泛的应用,有些试题要求通过设计一些简单的逻辑电路完成相关的逻辑功能,要对门电路的种类进行准确的选取,这就要求:(1)熟悉“与”“或”“非”三种门电路的逻辑关系.(2)准确分析实例条件与结果之间的逻辑关系.(3)理解条件与结果之间的关系.,2.门电路的问

6、题分析中,门电路往往要和一些常用的电学元件(如电阻电键光敏电阻热敏电阻二极管)一起构成电路,通过电路中某一部分的变化(电键的通断电阻的变化等)实现输入端的电压变化,即电势的高低变化,从而通过门电路的输出端达到控制电路的目的因此,在分析这类问题时,除熟练掌握各种门电路的作用外,还要熟练掌握电路动态变化规律的分析,准确判断出电路中尤其是门电路中部分电势高低的变化,从而达到正确解决问题的目的.,典例分析一逻辑电路的理解例1:逻辑电路图(如右图所示)及其真值表,此逻辑电路为_门电路,在真值表中X处的逻辑值为_.,或,1,巩固练习1.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

7、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:不论用哪一个开关接通都能使电灯点亮,这体现了“或”逻辑关系,故C项正确,ABD三项不对.答案:C,二真值表例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,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ABC,裁判结果为Y.并且对于ABC设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.对于Y设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.,根据题意综合上述假设列出真值表如下表所示:,答

8、案:见解析,名师点拨:要判断是何种电路,应先根据条件写出真值表,再根据真值表判断是哪种门电路,故三种门电路的真值表要记清,根据题目要求写出真值表,这样就可以判断是哪种逻辑门电路了.,巩固练习2.如下图所示,试判断这是一个什么逻辑门电路.ABC闭合时记“1”,断开时记“0”,P灯亮时记“1”,不亮时记“0”,试完成真值表.,解析:由上图可知,开关ABC只要有一个闭合时,灯泡便亮.所以这个电路满足“或”门电路逻辑.即当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果.所以这是一个“或”门电路.其真值表(见下表).,答案:或 真值表见解析,三逻辑电路的应用例3:如下图是一个应用某逻辑电路制作的简单

9、车门报警电路图.图中的两个按钮开关S1S2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,发光二极管(报警灯)就发光.请你根据报警装置的要求,分析开关状态与发光二极管的发光状态,并指出是何种门电路,在图中画出这种门电路的符号.,解析:驾驶员离开汽车时,两个车门均处于关闭状态,跟两个车门对应的开关S1和 S2均闭合,这时发光二极管不会发光报警.为什么这时发光二极管不发光呢?原来S1和S2闭合后,电流不通过发光二极管.当有其他人打开了某一个门时,S1或S2就处于断开状态,这时就有电流通过发光二极管,使其发光报警.可见,这一装置实际上是一个“或”门电路.符号为,答案:见解析,名师点拨:要准

10、确地对生活实例分析条件与结果之间的逻辑关系,就要熟记“与”“或”“非”三种逻辑关系意义,理解条件与结果之间的关系,以及对应的真值表,关于如何实现这些逻辑关系,则不需要掌握.,巩固练习3.如图为包含某逻辑电路的一个简单电路图,L为小灯泡,光照射电阻R时,其阻值远远小于R,该逻辑电路是_(填“与”“或”“非”)门电路,当电阻R受到光照时,小灯泡L将_(填“发光”或“不发光”).,非,发光,解析:由图可知该逻辑电路是“非”门电路,当光照R时,R远远小于R,“非”门电路输入端电势降低,输出电势升高,灯泡L两端电压升高,灯泡L发光.,课后巩固提升巩固基础1.关于下列门电路的符号,下列说法中正确的是(),

11、A.甲为“非”门乙为“与”门丙为“或”门B.甲为“与”门乙为“或”门丙为“非”门C.甲为“非”门乙为“或”门丙为“与”门D.甲为“或”门乙为“与”门丙为“非”门答案:C,2.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.都不可能解析:据“与”门电路和“或”门电路的真值表可知AB两项正确CD两项不正确.答案:AB,3.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 V,“0”表示电压为0 VB.“1”表示电压为大于

12、或等于1 V,“0”表示电压一定为0 VC.“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:C,4.我国高等院校在对艺体生招生工作中,一般都要求“专业成绩和文化课成绩都过关才能被录取”.试分析其中的逻辑关系,并指出条件和事件.解析:专业成绩文化课成绩都过关是条件,艺体生被录取是事件,只有上述两个条件都具备,事件才能发生,故其中为“与”逻辑关系.答案:与 专业成绩文化课成绩都过关是条件,艺体生被录取是事件,5.试完成下列“与”门真值表.,1,0,提升能力6.下图表示输入端AB电势随时间变化的关系,如果它是“与”门的输

13、入端,请在下图所示的坐标系中画出输出端的电势随时间变化的关系.,答案:,7.如下图所示为两个“非”门和一个“或”门组成的复合门电路,请在下表中填写该门电路的真值表.,答案:,8.一个机要仓库有一扇很大的电动仓库门,门上装有三把电动锁,三个机要员各有一把锁的钥匙,只有三人同时转动自己的钥匙(闭合自己的开关),才能通过一个继电器把门打开,下图中的S1S2S3是三个锁内的开关,J为继电器(图中未画电动机的电路),请在方框内画出符合要求的可输入的门电路符号.,答案:如下图所示,9.给你干电池两节,小灯泡一只,开关三个,滑动变阻器一只,导线若干,试分别设计一个具有“与”逻辑和“或”逻辑功能的电路.,答案

14、:下图为具有“与”逻辑功能的电路.下图为具有“或”逻辑功能的电路.,10.如图所示,是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,同时安装在保险箱内的光敏电阻R0被手电筒照射时,蜂鸣器就会发出鸣叫声.,(1)该报警器使用的门电路是_,并在虚线框内画出该门电路符号.(2)试分析R2和R0的大小关系.答案:见解析,解析:(1)蜂鸣器发出鸣叫声,这一事件需要按钮开关S闭合及光敏电阻被照射两个条件同时满足.因此该门电路是“与”门电路,符号是(2)根据“与”门电路的工作原理,当有光照射时应从B输入高电势,此时应有R2R0,当无光照射时,应从B端输入低电势,此时应有R2R0.,