2014高中物理鲁科版选修3-1 第4章第4节 逻辑电路与自动控制.ppt

1、第4节逻辑电路与自动控制1现在银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件之间的关系？答案：两个条件：账号和与帐号对应的密码只有两者同时具备才能取出现金2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？请你分析一下其中的事件与条件之间的关系？答案：两个条件：乘火车或是乘汽车再者只要有一个条件具备就能从北京到上海精彩回眸3今天，我们就像生活和工作在数字化技术的“海洋”里计算机、数字电视、数码摄像机、CD机、VCD机、DVD机、移动电话、数字音响等数字电子设备越来越普遍地走进了千家万户你了解以上这些数码产品的内部电路结构吗？这就是今天我们要学习的内容一、门电路1数字

2、信号变化的两个对立状态：_或者_.2数字电路(1)概念：处理_的电路(2)功能：主要研究电路的_功能(3)最基本的逻辑电路：门电路新知梳理01数字信号通断二、门电路分类及符号、意义1“与”门(1)“与”逻辑关系，一个事件的几个条件_满足后该事件才能发生(2)符号：_，其中“&”具有“_”的意思，象征A与B两个输入端_时，输出端才是1.同时和都是1输 入输出ABZ000010100111(3)真值表2.“或”门(1)“或”逻辑关系：几个条件中只要有_条件得到满足，事件就会发生1个(2)符号：_，其中矩形中的“1”象征当_ 输入端为1时，输出端就是1.一个输 入输出ABZ000010100111(

3、3)真值表3.“非”门(1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态_(2)符号：_，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为_时，输出端是_.(3)真值表相反10输 入输 出AZ0110简单逻辑电路1“与”门(1)“与”门逻辑关系：只有决定一事件的全部条件都满足时，该事件才能发生，这些条件与结果的关系称为“与”逻辑，具有这种逻辑的电路称为“与”门“与”门的表示符号如图441所示图441(2)“与”门的真值表“与”逻辑关系输入输出开关A 开关B灯泡断断熄断通熄通断熄通通亮“与”门真值表输入输出ABZ000010100111温馨提示：对于“与”门电路，只有输入端都为“1”时，输出才

4、是“1”可概括为“全1出1，见0出0”名师释疑：如何确定逻辑“1”和“0”？点拨：“1”和“0”是分别代表两种相反状态的代码，例如开关断开代表“0”状态，接通代表“1”状态对逻辑电路的输入、输出来说，一般是高电压为“1”，低电压为“0”对具体的数字电路来说，电压高于某一值时为“1”，低于某一值时为“0”2“或”门(1)“或”门逻辑关系：决定一事件的各种条件中，任意一个条件或者一个以上的条件满足时，这一事件就会发生这些条件与结果的关系为“或”逻辑，具有“或”逻辑的电路称为“或”门其表示符号如图442所示图442(2)“或”门的真值表“或”逻辑关系输入输出ABZ断断熄断通亮通断亮通通亮输入输出AB

5、Z000011101111“或”门真值表温馨提示：对于“或”门电路，只要有一个输入为“1”则输出即为“1”，可概括为“见1出1，全0出0”3“非”门(1)“非”门逻辑关系：输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑，具有“非”逻辑关系的电路叫“非”门“非”门的表示符号如图443所示图443(2)“非”门真值表“非”逻辑关系输入输出开关A灯泡Z断亮通熄温馨提示：对于“非”门电路，输入和输出的信号恰好相反，可概括为：“见1出0，见0出1”“非”门真值表输入 输出AZ01101现在银行系统都设有自动取款机如图444所示，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件它们体现了一种怎样的逻辑关系？图4

6、44解析：首先找出事件和条件，然后分析出现这种事件需要满足的条件，从而判断是哪一种逻辑关系事件是取出现金，条件有两个：一个是账号，另一个是与账号对应的密码由于只有两者同时具备才能取出现金，即只有两个条件(账号和密码)都满足，事件(取出现金)才能发生，所以是一种“与”逻辑关系答案：“与”逻辑关系逻辑电路的应用1应用实例(1)恒温热水器原理：“与”门逻辑关系；(2)火警自动报警器：“非”门逻辑关系2半导体集成电路的发展(1)集成电路的定义：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(2)集成电路的优点：体积

7、小、重量轻、可靠性高、运算速度快、成本低(3)集成度：指在一块集成电路芯片(典型尺寸为30 mm2)中包含的电子元件的数目，它是评价集成电路制造技术水平的一个重要指标(4)集成电路的划分：根据集成电路的集成度高低，可将集成电路分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路以及超大规模集成电路通常，含有几十个元件的集成电路为小规模集成电路，元件数目在1001 000的为中规模集成电路，含有1 000个元件以上的为大规模集成电路，当含有的元件数目在105个以上时，称为超大规模集成电路2在如图445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，在C端和D端输出的电信号分别为

8、()A1和0 B0和1C1和1 D0和0图445解析：首先从“非”门电路入手，当B端输入电信号“0”时，D端输出电信号为“1”，所以“与”门电路的两输入均为“1”，因此C端输出电信号为“1”，因此C项正确答案：C门电路的理解【例1】如图446所示，试判断这是一个什么逻辑门电路，A、B、C闭合时记为“1”，断开时记为“0”，P灯亮记为“1”，灯不亮记为“0”，试完成真值表：图446输入输出ABCP思路点拨：本题考查了“与”门逻辑关系的真值表，抓住“与”门的特点，及数值“1”“0”代表的意义是正确填写真值表的关键解析：由图可知，开关A、B、C必须都合上，灯泡才亮，所以这是一个“与”门电路，其真值表

9、如下表所示.输入输出ABCP00000010010001101000101011001111答案：见解析反思领悟：门电路是数字电路中最简单的逻辑电路所谓“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，信号就被挡在“门”外研究逻辑关系的基本思路：(1)明确什么是条件，什么是结果；(2)看条件与结果的内在联系；(3)写出真值表或逻辑表达式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ABQ001011101110解析：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“与非”复合门电路，D选

10、项正确答案：D逻辑电路的应用【例2】火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等按图447连接，调节电位器使峰鸣器正好不报警，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，P为低电位记“0”，报警时，P为高电位记“1”图447试问：(1)报警时，A点电位为高电位“1”还是低电位“0”？(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？思路点拨：解决此题首先要根据逻辑关系判断门电路的种类，其次要清楚电路结构，分析局部电阻变化对电路的影响解析：(1)报警时，P点为高电位“1”，由于此电路运用了“非”门电路，输出端P为高电位时，输入端A点一定是低电位“0”(2)图447可等效为电路图(如右图所示)当火焰靠近热敏电阻时，蜂鸣器报警，说明此时，P点为高电位，A点为低电位，也就是说热敏电阻两端的电压减小，由电路图可知，热敏电阻的阻值减小答案：见解析如图448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，已知光敏电阻随光强增大而电阻减小，热敏电阻随温度增大而电阻减小，虚线框N中使用的是门电路，则()图448AM为光敏电阻，N为与门电路BM为光敏电阻，N为非门电路CM为热敏电阻，N为非门电路DM为热敏电阻，N为或门电路答案：B