9.4简单逻辑电路（谢健敏）.doc

源于名校，成就所托 标准教案 第九章 电流与电路（四） §9.4简单逻辑电路 高考对应考点： 简单逻辑电路（学习水平A） 课时目标： 1知道三种基础逻辑电路，认识它们的真值表。。 2.了解逻辑电路的应用方法和电路图。 重点难点： 1、描绘简单逻辑电路的输入端与输出端电势随时间的变化图像：逻辑电路时序图； 2、分析现实中如何用逻辑电路模块控制电路运作。 知识精要： 1．数字电路：处理 的电路叫做数字电路。 2．门电路：就是一种开关，在一定条件下它允许 ；如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。 3．如果一个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 。具有 的电路称为“与”门电路。 4．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某件事就会发生，这种关系叫做 ，具有 的电路叫做“或”门电路。 5．输出状态和输入状态呈现 的逻辑关系，叫做“非”逻辑，具有 的电路叫做“非”门电路。 6．按照输入和输出关系的不同，可以将基本的逻辑门电路分为“与”门、“或”门、“非”门等。 （1）“与”门 理解：当几个条件同时具备才能出现某一结果，这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑，具有这种逻辑的电路称为“与”门。 符号：如图 特点： ①当A、B输入都为“0”时，Y输出为“0”； ②当A输入为“0”B输出为“1”或A输入为“1”B输出为“0”时，Y输出为“0”； ③当A、B输入都为“1”时，Y输出为“1”。 （2）“或”门 理解：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，则这些条件与结果之间的关系称为“或”逻辑，具有这种逻辑的电路称为“或”门。 符号：如图 特点： ①当A、B输入都为“0”时，Y输出为“0”； ②当一个输入“0”另一个输入为“1”时，Y输出为“1”； ③当A、B输入都为“1”时，Y输出为“1”。 （3）“非”门 理解：当一种结果出现时，另一种结果一定不出现。即输出Y是输入A的否定，这就是“非”逻辑，具有这种逻辑的电路称为“非”门。 符号：如图 特点： ①当A输入为“1”时，Y输出为“0”； ②当A输入为“0”时，Y输出为“1”. 7．真值表 真值表是包含各种可能性在内的逻辑关系表，它包括两部分，一部分是所有输入逻辑变量的各种可能组合；另一部分是相应的输出。右图是一种具有“与”逻辑功能的门电路。把开关接通记为1,开关断开记为0,灯亮记为1，灯灭记为0,它的真值表为 输入 输出 A B C Z 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 热身练习： 1、简单逻辑电路无法实现以下哪一种功能（ ） A.控制照明灯光的开启与关闭 B.控制加热器保持水箱中的水温 C.通过交警的手势改变红绿灯的亮暗 D.根据水位变化使水闸开启或关闭 2、下列一些关于逻辑电路的说法中正确的是( ) A．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系 B．如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“与”逻辑关系 C．一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系 D．输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“或”逻辑关系 3、如图所示为三个门电路符号，A输入端全为 “1”，B输入端全为“0”．下列判断正确的是 ( ) A．甲为“非”门，输出为“1” B．乙为“与”门，输出为“0” C．乙为“或”门，输出为“1” D．丙为“与”门，输出为“1” 4、．如图所示是一个三输入端复合门电路，当C端输入1，输出端Y输出0时，A、B 端的输入分别是( ) A．0、0 B．0、1 C．1、0 D．1、1 5、一个门电路的两个输入端A、B与输出端Z的波形如图所示，则可知该门电路是 （ ） A．“与”门 B．“或”门 C．“与非”门 D．“或非”门 6、下图左端表示输入端A、B的电势随时间变化的关系。如果它们是“或”门的输入端，请在方框中画出输出端的电势随时间变化的关系。 精解名题： 例1.如图所示，圉甲表示门电路输入端A、B的电势随时间变化的关系·请分别在图乙对应的虚线框内作出与门、或门的符号及输出端的电势随时间变化的关系． 解答：时序图的画法： ①与门：A、B输入端的图像中都是高电势的时间段内，输出端的时序图也是高电势，其余全部为低电势。 ②或门：A、B输入端的图像中都是低电势的时间段内，输出端的时序图也是低电势，其余全部为高电势。 例2. 如图为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯原理电路，图中S为声控开关（有声音时开关闭合，无声音时开关断开），Rt为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻，A为某种门电路，L为灯泡。当晚上有人发声时，能够自动打开楼道灯，白天即使有人发声楼道灯也不会亮。则( ) A．图中A是一个与门电路 B．图中A是一个或门电路 C．图中A是一个非门电路 D．晚上无光照时L一定亮 解答：天黑有声音时灯亮，此时逻辑电路输出信号为1；声控开关闭合，上端输入信号为1；光敏电阻由于光照强度低，电阻很大，下端输入信号也为1。因此该门电路为“与门”，选A。 例3. 某电热水器的恒温控制原理图如图．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值就很小．如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于断路．只有当热水器中有水，且水温低于某一数值时，发热器才会开启并加热，否则便会关掉．某同学分析列出逻辑电路的真值表，则虚线框内逻辑电路L的类型以及其真值表中X、Y处的逻辑值分别为( ) A．L应为与门电路，X、Y的值都为0 B．L应为或门电路，X、Y的值都为1 C．L应为与门电路，X、Y的值都为1 D．L应为与非门电路，X、Y的值都为1 解答：水箱有水，BC接通，B端输入信号为1；温度较低时，热敏电阻阻值很大，A端输入信号也为1；发热器工作则表示输出端Z输出信号1。因此L是“与门”，X、Y都为0，选A。 例4. 如图所示是某电热水器的温控电路原理图，其核心是中间的门电路，该门电路的输出端与继电器相连，当门电路输出端输出高电压时，继电器闭合，热水器加热．Rt为热敏电阻，温度越高电阻越小．R1是调温电阻，其作用是预设水温的高低．A、B为两个接触端，当水箱内水加至与A、B两个接触端接触时，A、B间就导通，导通时A、B间电阻很小．则下列关于门电路的判断和调温电阻作用的说法中正确的是( ) Rt A B R1 R D C +5V 0 接继电器 门电路 A．是与门电路，增大R1的阻值可以调高预设的水温 B．是与门电路，减小R1的阻值可以调高预设的水温 C．是或门电路，增大R1的阻值可以调高预设的水温 D．是或门电路，减小R1的阻值可以调高预设的水温 解答：由例3可知，图中电路为“与门”电路。当调节调温电阻R1时，是通过分压原理来控制输入端D的电势，R1越小，则D越容易达到高电势；因此要调高预设水温，就要使水温较高、Rt阻值较小时就开始加热，因此R1要减小。正确选项为B。 方法小结： 1、时序图的画法： ①与门：A、B输入端的图像中都是高电势的时间段内，输出端的时序图也是________，其余全部为________。 ②或门：A、B输入端的图像中都是低电势的时间段内，输出端的时序图也是________，其余全部为________。 ③与非门：A、B输入端的图像中都是高电势的时间段内，输出端的时序图都是________，其余全部为________。 ④或非门：A、B输入端的图像中都是低电势的时间段内，输出端的时序图都是________，其余全部为________。 2、如上例4中的问题，需要判断可变电阻对电路的调节作用，这里主要应用串联电路的____________原理，来改变两个电阻中间的电势高低；如需要使门电路的输入端更容易输入高电势，则需要_____________靠近高电势的电阻阻值；反之亦然 巩固练习： 1．右图为一个逻辑电路图及其真值表，下列说法中正确的是（ ） （A）该门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为1 （B）该门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为0 （C）该门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为0 （D）该门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为1 2.如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合。RT为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时RT阻值变大。要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警，则在图中虚线框内应接入的元件是 A.“与”门 B.“或”门 C.“非”门 D．“与非”门 A 3.如图所示的自动控制电路中含有一逻辑电路A，L为小灯泡。光 照射光敏电阻R＇时，其阻值迅速减小，则在该控制电路中 （A）A是非门，当R＇受到光照时，它输入高电平输出低电平 （B）A是或门，当R＇受到光照时，它可以使得L发光 （C）增大可变电阻R的阻值，可使R＇受到光照时L更容易发光 （D）可变电阻R对L是否发光没有控制作用 4.如图所示，无论C输入信号如何，要使输出端Y输出信号为“0”，则A、B输入信号为（ ） （A）0，0 （B）0，1 （C）1，0 （D）1，1 5.如图为监控汽车安全带使用情况的报警电路，S为汽车启动开关，汽车启动时S闭合。RT为安全带使用情况检测传感器，驾驶员系好安全带时RT阻值变的很大，驾驶员未系好安全带时RT阻值很小。要求当驾驶员启动汽车但未系安全带时蜂鸣器报警。则在图中虚线框内应接入的元件是 （A）“与”门 （B）“或”门 （C）“非”门 （D）“与非”门 6.为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响。如果规定：门关紧时输入信号为“0”，未关紧时输入信号为“1”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣响。则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是 A．与门 B．或门 C．非门 D．与非门 7.右图为一个逻辑电路图及其真值表，下列说法中正确的是（ ） （A）门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为1 （B）门电路为“与”门电路，真值表中X处的逻辑值为0 （C）门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为1 （D）门电路为“或”门电路，真值表中X处的逻辑值为0 8.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“1”时，则在C端和D端输出的电信号分别为___________和___________． 当堂总结： 自我测试： 1.汽车发动机的冷却风扇自动控制电路如图所示，其中RH为热敏电阻，当温度升高时，RH的阻值远小于R1；为使冷却风扇在点火开关开启、并且温度过高时能自动启动，电路中的虚线框内应选__________门逻辑电路；若要提高冷却风扇的开启温度，可以__________ R1的阻值（填“增大”或“减小”）。 2.如图为三个门电路符号，A输入端全为 “1”，B输入端全为“0”．下列判断正确的是（ ） A.甲为“非”门，输出为“1” B.乙为“与”门，输出为“0” C.乙为“或”门，输出为“1” D.丙为“与”门，输出为“1” 3.在如下左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0 B．0和1 C．0和0 D．1和1 4.在集成电路中，经常用若干基本门电路组成复合门电路，如图所示，为两个基本门电路组合的逻辑电路，根据真值表，判断虚线框内门电路类型及真值表内x的值 A B Z 1 （A）“与门”，1 （B）“与门”，0 （C）“或门”，1 （D）“或门”，0 5.如图所示是由基本逻辑电路构成的一个公路路灯自动控制电路，图中虚线框内M是一只感应元件，虚线框N中使用的是门电路，为使路灯能在光线不够的情况下自动点亮，则应选择（ ） （A）M为光敏电阻，N为或门电路• M N L R A D • +U （B）M为光敏电阻，N为非门电路 （C）M为热敏电阻，N为或门电路 （D）M为热敏电阻，N为与门电路 6.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，当走道里光线较暗时或是将手动开关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上R0时，门电路的输入端B是______（填“高”或“低”）电势。 7.图中所示的由基本门电路组成的电路中，图_______用的是“与”门电路，能使小灯泡发光的是图中的________（请填写图下的序号）。 +5V ≥1 & +5V 1 +5V a b S V 8.如图所示，V是一个发光二极管，在a、b两端加上一定的电压（a端为高电势）时，发光二极管会发光。该电路如果看成是一个门电路，则应该是_________电路（选填“与门”、“或门”、“非门”），当开关S处于_________状态时发光二极管不亮。 9.电动机的自动控制电路如图所示，其中RH为热敏电阻，RL为光敏电阻，当温度升高时，RH的阻值快速减小直至远小于R1；当光照射RL时，其阻值快速减小直至远小于R2，为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动，电路中虚线框内应选___________门逻辑电路；若要提高光照时电动机启动的灵敏度，可以___________ R2的阻值（填“增大”或“减小”）。 10.下图是应用某种逻辑电路制作的车门报警电路．图中的两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上．只要任何一个开关处于开路状态(输入为逻辑1)，那么输出也是逻辑1，发光二极管(警报灯)就发光． 请你根据要求，在电路图的虚线框内画出门电路符号，用“逻辑电路实验器”完成此项实验，并写出该门电路的真值表． 电流与电路（四）知识精要、方法小结及练习、自测参考答案 知识精要 1．数字信号； 2．信号通过； 3.“与”关系，“与”关系 4．“或”关系，“或”关系 5.相反 7.0，0，0，0，0，0，0，1 热身练习 1.C； 2.AC； 3.C； 4.A； 5.C； 6、 方法小结 1. ①高电势、低电势 ②低电势、高电势 ③低电势、高电势 ④高电势、低电势 2. 分压、减小 巩固训练 1.D 2.A 3. C 4.A 5．A 6.B 7．C 8．0，0 自我测试 1.与，减小 2.C 3.D 4.D 5.B 6.或，低 7.①，② 8.非门，闭合 9.或，增大 10. 创新三维学习法让您全面发展 10