《2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案:第二章 第11节《简单的逻辑电路》 Word版含解析》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案:第二章 第11节《简单的逻辑电路》 Word版含解析(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第11节简单的逻辑电路1.处理数字信号的电路称为数字电路。2逻辑电路是指具有逻辑功能的数字电路,基本的逻辑电路有“与”、“或”、“非”三种门电路。3在逻辑运算中,可用真值表表示各种控制条件和控制结果;在真值表中,用逻辑值“1”表示满足条件(或有信号输入),用逻辑值“0”表示条件不满足(或没有信号输入),对于输出,用“1”表示产生结果(或有信号输出),用“0”表示没有产生结果(或没有信号输出)。 一、门电路1数字信号变化的两个状态“有”或者“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。 3“门”就是一种开关,在一定条件下它允许信号通过;如果条件不满足,信号就
2、被阻挡在“门”外。二、“与”门1“与”逻辑关系一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生。2符号,其中“&”具有“与”的意思,象征A与B两个输入端都是1时,输出端Y才是1。“1”、“0”是逻辑关系中的两种取值,不表示具体数字。3真值表输入输出ABY000010100111三、“或”门1逻辑关系某事件的发生有几个条件,但只要有一个条件满足,事件就能发生。2符号,“1”象征当1个或多于1个输入端为1时,输出端就是1。3真值表输入输出ABY000011101111四、“非”门和集成电路1“非”门(1)逻辑关系:输出状态和输入状态相反。(2)符号:,其中矩形右侧小圆表示数字“0”,它与数字“1”象征着输
3、入端为1时,输出端是0。(3)真值表输入输出AY01102集成电路(1)构成:将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块基片上。(2)优点:体积小、方便、可靠,适于系列化、标准化生产等。1自主思考判一判(1)“与”门电路中,只有A、B两个输入端都是“0”时,输出端才是“1”。()(2)“与”门电路中,A、B两个输入端中只要有其中一个为“1”,输出端就为“1”。()(3)输入端为“1”时输出端是“0”的门电路就是“或”门。()(4)两个输入端都为“1”时,输出端为“1”的门电路就是“与”门。()2合作探究议一议(1)如图,为了方便及节约用电,宿舍楼楼道里安装有声光控灯,这种灯在有
4、光或没有声音时,不亮;而在无光又有声音时,灯就会自动点亮。灯的控制里面有什么逻辑关系呢?提示:说明灯的控制里面有“与”逻辑关系。(2)马路两旁的路灯,天黑了,路灯自动接通,天亮了,路灯又自动熄灭,它体现了什么逻辑关系?提示:“非”逻辑关系。 三种门电路的类比类型“与”门“或”门“非”门类比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 V,“0”表示电压为0 VB“1”表示电压为大于或等于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
5、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解析:选C门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路。根据指定条件,门电路对输入、输出的因果关系作出判断。门电路的输入、输出信号都以电位高低来表示。若把高电位看做有信号,表示某个条件存在或信号能通过,且用符号“1”表示;把低电位看做无信号,表示某个条件不存在或信号不能通过,用符号“0”表示,这种逻辑关系称为正逻辑。反之,则称为负逻辑。在通常情况下不加说明的都指正逻辑。所以“1”和“0”只是两个符号,是两种变量的两种可能的取值。C选项正确。2在登录你的微信(或QQ)的过程中,要有两个条件,一个是用户名,一个是与用户名对应的密
6、码,要完成这个事件(登录成功),它们所体现的逻辑关系为()A“与”关系B“或”关系C“非”关系D不存在逻辑关系解析:选A当几个条件同时具备才能出现某一结果时,这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑关系。在登录微信时,只有用户名和对应的密码同时正确才能成功,反映的逻辑关系是YAB,所以为“与”逻辑关系。故选A。3如图所示为三个基本逻辑电路的符号,A输入端全为“1”,B输入端全为“0”。以下判断正确的是()A甲为“非”逻辑电路符号,输出为“1”B乙为“或”逻辑电路符号,输出为“1”C乙为“与”逻辑电路符号,输出为“0”D丙为“与”逻辑电路符号,输出为“1”解析:选B根据门电路的符号特点可知,甲为“
7、非”逻辑电路符号,A输入端为1时,输出为“0”,A错;乙为“或”逻辑电路符号,A输入端为“1”,B输入端为“0”时,输出为“1”,B对,C错;丙为“与”逻辑电路符号,A输入端为“1”,B输入端为“0”时,输出为“0”,D错。简单的复合门电路1“与非”门一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起,组成一个复合门电路,称为“与非”门,如图所示。其真值表为输入输出输入输出A1B1Y1A2Y2000010100110001111102“或非”门一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起,组成一个“或非”门,如图所示。其真值表为输入输出输入输出A1B1Y1A2Y2000010111010110111
8、10典例如图所示,低电位报警器由两个基本门电路与蜂鸣器组成,该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报。其中()A甲是“与门”,乙是“非门”B甲是“或门”,乙是“非门”C甲是“与门”,乙是“或门”D甲是“或门”,乙是“与门”解析由“与门”和“非门”的真值表可知选项A错。由“或门”和“非门”的真值表可判断,选项B正确。由“与门”和“或门”的真值表可以判断,选项C错。由“或门”和“与门”的真值表可判断,选项D错。答案B复合门电路真值表的确定方法1如果A、B输入分别经过一个“非”门电路,它们各自的输出Y1、Y2又组成一个“与”门电路或“或”门电路,最后输出Y,则Y的值直接取决于Y1、Y2。2判断
9、复合门电路的最终输出结果时,分析思路一般是“从前向后”,先分析第一个门电路的输出结果,再判断第二个,依此类推。 1如图是一个三输入端复合门电路,当C端输入“1”时,A、B端输入为何值时输出端Y输出“1”()A00B01C10D.11解析:选D此复合门电路由两个“与门”组成,故A、B输入都是“1”时,Y输出“1”,故D正确。2如图所示为两个“非”门和一个“或”门组成的复合门电路,请在表中填写该门电路的真值表。输入输出ABY解析:由“非”门电路和“或”门电路的真值表可以确定此复合门电路的真值表如表所示:输入输出ABY001101011110答案:见解析1多选在基本逻辑电路中,何种逻辑门电路,当所有
10、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:选AB当所有输入都为“0”时,“与”门电路输出为“0”,“或”门电路输出为“0”,“非”门电路输出为“1”,A、B对,C、D错。2有一逻辑门电路的真值表如右表所示,试判断这是一个什么类型的逻辑门电路()M01N10A.“与”门B“非”门C“或”门D“与非”门解析:选B由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系,故选B。3多选“或”门电路的逻辑关系可表示为YAB,则下列关于“或”门的逻辑关系中结果正确的是()A000B011C101D110解析:选ABC根据“或”门的逻辑关系可知,选项A、
11、B、C均正确。4为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动。如果规定:车门关紧时为“1”,未关紧时为“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动。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”门解析:选A由题意知只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动,也就是说只有两扇门都关紧,汽车才能正常启动,所以该控制装置工作原理的逻辑门是“与”门,故A正确。5下表是某逻辑电路的真值表,该电路是()输入输出001011101110解析:选D根据该逻辑电路的真值表可以判断,该门电路
12、是一个“与”门电路和一个“非”门电路的组合,选项D正确。6.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“0”时,则在C和D端输出的电信号分别为()A1和0B0和1C1和1D0和0解析:选CB、D间是“非”门,当输入信号为“0”时D端输出为“1”,故A、D错误;D、A共为“与”门的输入端,由“与”门的真值表可知输出端C为“1”,故B错误,C正确。7请根据下面所列的真值表,从四幅图中选出与之相对应的一个门电路()输入输出ABY001010100110解析:选C从真值表可看出不是单一的“与”“或”关系,更不是单一的“非”关系,一定对应一个复合门电路,从真值表分析可得应为“或非”复
13、合门电路,C选项正确。8.如图所示由门电路组成的电路,输出端为“1”,指示灯L亮,输出端为“0”,指示灯L不亮,现要使灯L亮,则A、B两输入端分别是()A“1”、“1”B“0”、“0”C“1”、“0”D“0”、“1”解析:选B要使灯L亮,“非”门的输出应该为“1”,故“非”门的输入应为“0”;故“或”门的两个输入端都应该为“0”。9如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()AX为热敏电阻,Y为可变电阻BX为热敏电阻,Y为开关CX为可变电阻,Y为热敏电阻DX、Y均为热敏电阻解析:选C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。10.如图所示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,其阻值将变得远小于R。该逻辑电路是_(选填“与”“或”或“非”)门电路。当电阻R受到光照时,小灯泡L将_(选填“发光”或“不发光”)。解析:由门电路简化图可知该逻辑电路是“非”门电路,电阻R受到光照时,R远小于R,“非”门电路输入电势降低,输出电势升高,灯泡L两端电压升高,灯泡L发光。答