《2018高考物理 考前复习利器之静电场和电路 专题8 直流电路 简单的逻辑电路学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考物理 考前复习利器之静电场和电路 专题8 直流电路 简单的逻辑电路学案（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、简单的逻辑电路【学习目标】1知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。 2知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征，逻辑关系及表示法。 3初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用。4初步了解三种门电路的逻辑关系和数字信号和数字电路的含义。【要点梳理】要点一、数字信号与模拟信号 1、数字信号数字信号在变化中只有两个对立的状态：“有”或者“没有”。而模拟信号变化则是连续的。 如图所示分别为几种常见模拟信号和几种常见数字信号：2、数字信号的处理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逻辑功能，数字电路中最基本的逻辑电路是门电路。通常把高电势称为，低电势称为。
2、 数字信号的和好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。我们将数字电路中基本单元电路称为逻辑电路，而最基本的逻辑电路是门电路。那么数字信号的处理模式就是： 数字电路逻辑电路门电路知识点二、简单的逻辑电路1、“与”门的逻辑关系，真值表和电路符号所谓门，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，信号就被阻挡在“门”外。（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。如图所示，如果把开关闭合作为条
3、件满足，把开关闭合作为条件满足，把电灯亮作为结果成立，则“与”逻辑关系可以示意为：。它们的逻辑关系如下表所示：条 件结 果开关A开关B灯泡Y断断不亮断通不亮通断不亮通通亮（2）“与”门的真值表 如把开关接通定义为，断开定义为，灯泡亮为，不亮为，那么上表的情况可用下表的数学语言来描述，这种表格称为真值表。 “与”门的真值表 输入输出ABY000010100111（3）“与”逻辑关系 有两个控制条件作用会产生一个结果，当两个条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系。 符号： （4）“与”门的逻辑关系式：（5）波形图：（6）实验电路： 2“或”门的逻辑关系、真值表和符号（1）对“或”门
4、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。如图所示，如果把开关闭合当作条件满足，把开关闭合当作条件满足，把电灯亮当作结果成立，则“或”逻辑关系可以示意为：它们的逻辑关系如下表：条件结果开关A开关B灯泡Y断断不亮断通亮通断亮通通亮（2）“或”门的真值表把开关接通定义为，断开为，灯泡亮为，不亮为，将上表制成下表，就可反映“或” 门输入输出关系的真值表，见下表：“或”门的真值表 ：输入输出ABY000011101111（3）“或”逻辑关系 在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就
5、会发生，这种关系称为“或”逻辑关系。 符号： （4）“或”门的逻辑关系式：（5）波形图：（6）实验电路：3“非”门的逻辑关系、真值表和符号（1）对“非”门的理解设正常逻辑关系为：当条件满足时，结果发生；当条件不满足时，结果不发生。与正常逻辑关系相反，如果条件满足时，结果不发生；条件不满足时，结果却发生，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。如图所示，如果把开关闭合当作条件满足，把电灯亮当作结果成立，把电灯灭当结果成立，则正常逻辑关系为：。而“非”逻辑关系表现为。 （2）非门电路的真值表仍然把开关接通定义为，断开定义为，灯亮为，不亮为。 可画出“非”门的真
6、值表，见下表：非门电路的真值表输入输出AY0110 （3）“非”逻辑关系 输出状态和输入状态成相反的逻辑关系称为“非”逻辑关系。 符号： （4）非”门的逻辑关系式：（5）波形图： 4复合逻辑门电路与门、或门和非门是基本门电路。我们常把他们组合起来，成为与非门电路、或非门电路等，称为复合门电路。（1）与非门电路一个与门和一个非门连接起来，便组成一个与非门电路，其逻辑结构图和逻辑符号如图所示： 其真值表为：输入输出ABY001011101110（2）或非门电路一个或门或一个非门连接起来，便组成一个或非门电路。其逻辑结构图和逻辑符号如图所示： 其真值表为：输入输出ABYOO10101001105.集
7、成门电路6.斯密特触发器如图所示，这种“非”门由于性能特别，称为斯密特触发器当加在它的输入端的电压逐渐上升到某个值（）时，输出端会突然从高电平跳到低电平（），而当输入端的电压下降到另一个值（）的时候，会从低电平跳到高电平（）。斯密特触发器可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，而这正是进行光控所需要的。 要点诠释：（1）斯密特触发器是一种“非”门，当输入端电压上升（下降）到某值时，输出端电压会从高电平跳到低电平（低电平跳到高电平）。（2）斯密特触发器一般应用于光控开关或温度报警器，电路中有一光敏电阻或热敏电阻用于改变输入端电压。要点三、晶体二极管和集成电路 1、晶体二极管晶体二极管是用半
8、导体材料制成的，它有两个极：一个叫正极，一个叫负极。它的符号如图： 晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）。当给二级管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通（如图甲所示）；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止（如图乙所示）。 2、集成电路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微电路系统，这就是集成电路。集成电路具有分立元件不可比拟的优点，主要优点有：体积小、可靠性高、运算速度快、成本低廉等。【典型例题】类型一、对逻辑关系的理解例1从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你
9、分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？【答案】乘火车或乘汽车“或”逻辑关系 【解析】事件是由地面交通从北京到上海，条件有两个：一个是乘火车，另一个是乘汽车，由于两者只要有一个条件具备就能从北京到达上海，即两个条件（乘火车和乘汽车）只要有一个满足，事件（从北京到上海）就能够发生，所以是一种“或”逻辑关系【总结升华】正确理解三种常见的逻辑关系：“与”逻辑关系为只有两个条件都满足时，事件才能发生；“或”逻辑关系为只要两个条件中的一个条件满足时，事件就会发生；而输出状态和输入状态相反的逻辑关系则为非逻辑关系类型二、对真值表的理解 例2在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙
10、、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【答案】见解析【解析】设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量，裁判结果为，并且对于，设：判上举合格为逻辑“”，不合格为逻辑“”对于设：上举合格为逻辑“”，不合格为逻辑“” 根据题意及上述假设列出真值表如下表所示输入输出ABCD00000010011001001000101111011111 【总结升华】（1）理解题目“”和“”分别代表的意义，搞清的逻辑关系，才能正确画出真值表 （2）逻辑门电路在生产、生活和科技实践中有着广泛的应用，解题时要养成根据电路特点确立门电路类别，然后根据门电路特点填写
11、真值表输入输出AZ01（b）10类型三、门电路的逻辑关系例3如图所示，（a）为基本门电路中 门的电路符号，（b）为 门的输入输出真值表。【答案】与；非【解析】根据电流的结构可知，（a）图为“与”门的电路符号；（b）真值表中只有一个输入端与一个输出端，而且输出端的值始终与输入端的值相反，所以该电路为“非”门电路。【总结升华】根据基本逻辑门电路的输入输出关系能得到真值表，有真值表的逻辑关系能推出对应的逻辑门，注意学会分析真值表举一反三【变式1】右表是某逻辑电路的真值表，该电路是【答案】D【变式2】下图是一个或非门电路，如果两个输入端中有一个输入的是高电平，另一个输入的是低电平，那么它的输出端输出的
12、是高电平还是低电平？ 【答案】低电平类型四、门电路的设计、分析与应用 例4火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等如图甲所示连接，调节电位器使蜂鸣器正好不报警，然后用火焰靠近热敏电阻，蜂鸣器就会发出报警信号在不报警时，为低电位记“”，报警时，为高电位记“”试问： （1）报警时，点电位为高电位“”还是低电位“”？ （2）当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还是减小？【答案】（1）低电位“” （2）热敏电阻的阻值减小【解析】（1）报警时，点为高电位“”，由于此电路运用了“非”门电路，输出端为高电位时，输入端点一定是低电位“” （2）图乙为等效电路图 当火焰靠近热敏电阻时，
13、蜂鸣器报警，说明此时点为高电位，点为低电位，也就是说热敏电阻两端的电压减小，由电路图乙可知，热敏电阻的阻值减小【总结升华】本题是“非”门电路在实际问题中的应用画出等效电路，根据“非”门的逻辑关系分析电路是解决本题的关键 类型五、逻辑电路的典型应用例5如图是一个应用某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，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警装置的要求，列表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。 【答案】虚线框内门电路的符号如图所示：【解析】开关闭合及二极管不发光状态为“”，开关断开及二极管发光状态为“”。则开关状态及发光二极管发光状态对应如下表，可见，这一装置实际上是一个“或”门电路。输入输出S1S2D000
