高中物理 第四章 闭合电路欧姆定律和逻辑电路 第4节 逻辑电路与自动控制知识导航素材 鲁科版选修3-1

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1、第4节 逻辑电路与自动控制思维激活1.十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的,你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗?2.有一种声控感应灯出现在我们的日常生活中,像住宅楼中楼梯间的灯,在有光或者没有声音时,灯都不会亮,而在无光有声音时,灯就会自动点亮,你能自己探索一下逻辑关系吗?答案:1.提示:红绿灯电路就是将简单的门电路组合起来的逻辑电路,应用的就是门电路原理.2.提示:与非门原理.自主整理1.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

2、逻辑门电路分为_门、_门、_门等.(1)“与”门: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.(2)“或”门: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.(3)“非”门:输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫做“非”关系,具有“非”逻辑关系的电路被称为_电路,简称“非”门.2.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.3.半导体集成电路的发展

3、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.答案:1.逻辑 基本逻辑门 高电位 低电位 “与” “或” “非”(1)“与”门 (2)“或”门 (3)“非”门2.“与”3.集成高手笔记1.对三种基本逻辑电路的理解(1)“与”门电路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.如图,若把电键A闭合作为条件A满足,把电键B闭合作为条件B满足,把电灯L亮作为结果C成立,则“与”逻辑关

4、系可以示意为:(2)“或”门电路若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.如图,若把电键A闭合当作条件A满足,把电键B闭合当作条件B满足,把电灯L亮当作结果C成立,则“或”逻辑关系可以示意为:(3)“非”门电路设正常逻辑关系为:当条件A满足时,结果C发生;当条件A不满足时,结果C不发生.与正常逻辑关系相反,如果条件A满足时,结果C不发生;条件A不满足时,结果C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.如图,若把电键A闭合当作条件A满足,把电灯亮当作

5、结果C成立,把电灯L灭当作结果-C成立,则正常逻辑关系为:A-C2.各种基本的门电路的符号与真值表(1)“与”门符号:“与”门的真值表输入结果ABZ000010100111(2)“或”门符号:“或”门的真值表输入结果ABZ000011101111(3)“非”门符号:“非”门的真值表输入结果AZ0110名师解惑二极管“与”门电路的工作原理剖析:A、B为输入端,Z为输出端.而A、B端都可以接高电位或低电位,据此可以画出其两种等效电路图如图(1)(2)所示.如图(1)所示,当脉冲电源使得其中一个输入端(如B端)为低电压(0 V)时,二极管DB导通,DB输出端Z=0(近似为0,实际上为二极管的正向电压

6、降,硅管约0.7 V,锗管约0.3 V);如果输入端A为低电位(0 V)时,二极管DA导通,输出端也是Z=0;当输入端A和B为低电位(0 V)时,二极管DA和DB都导通,输出端仍是Z=0.如图(2)所示,当输入端A和B为高电位(3 V)时,二极管DA和DB都不导通,这时输出端Z的电压为电源电压,即为高电位Z=3 V.(1)(2)讲练互动【例】 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:

7、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绿色通道 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.变式训练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:ABCZ0

8、0000010010001101000110010101111体验探究问题:夜晚停电时,楼道里没有灯会很危险,你能通过本节所学的知识,设计一个简单的楼道应急灯的控制电路吗?(只需作出简单的原理图即可)导思:楼道应急灯应在停电时,即电网断电时亮,而在平时应该是不亮的,由此我们能够判断应该用非门电路来完成这个电路设计.探究:当电网停电时,应急灯自动打开,来电时,应急灯自动熄灭.图中R1、R2为分压电阻,以使门电路获得合适的电压,J是应急灯开关控制继电器(图中未画应急灯电路).电网停电时,门电路输入端的电势要减小,应急灯要点亮,必须有高电势输入才行,所以门电路的输出要求是高电势,所以此处门电路应为“非”门电路.此时,如电路中来电时,高电势输入,低电势输出门电路,应急灯不亮.任务型阅读在江苏高考英语试题中占有较大比重,考题形式以表格形和树状形为主,文章体裁以议论文、说明文为主,文章篇幅往往较长,阅读量大,但结构清晰。该题型综合性很强,思维含量较高,答案既要忠实于原文,又要不局限于原文,原词填空题和词性、词形变换题在逐渐减少,通过归纳总结得出答案的题逐渐增多,另外还有推断作者意图和态度的考题,这必将增加该题型的难度,所以得分一直偏低5

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