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1、简单的逻辑电路,河北深州市中学物理组,数字信号和模拟信号,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。,数字电路,逻辑电路,门电路,1、逻辑电路：,一、“与”门,电路功能表：,条 件,结果,开关A,开关B,灯泡Z,断,断,断,断,通,通,通,通,熄,熄,熄,亮,2、“与”逻辑关系：只有当一件事情 的几个条件全部具备后，这件事 情才会发生,3、“与”门的真值表,（1）设定变量 （2）状态赋值,输 入,输 出,A,B,Y,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,用数字表示各种控制条件和控制结果，这种表格称之为真值表,4、符号：,5、逻辑表达式：,Y=
2、AB,二、“或”门,1、逻辑电路：,电路功能表：,条 件,结果,开关A,开关B,灯泡Z,断,断,断,断,通,通,通,通,熄,亮,亮,亮,当一件事情的几个条件中只要有一个得到满足，这件事情就会发生,2、“或”逻辑关系：,3、“或”门的真值表,4、符号：,5、逻辑表达式：,Y=AB,三、“非”门,1、逻辑电路：,电路功能表：,条件,结果,开关A,灯泡Z,断,亮,通,熄,2、“非”门逻辑关系：,3、“非”门的真值表,输出状态与输入状态相反的逻辑关系,输 入,输 出,A,Y,0,1,1,0,4、符号：,5、逻辑表达式：,例1：如图所示，是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很
3、大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。图中虚线处应接入怎样的元件？（2）为什么温度高时电铃会被接通?（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？,o,例2 如图表示输入端A、B的电势随时间变化的关系,（1）如果它是与门的输入端，请方框内画出输出端的电势随时间变化的关系,（2）如果它是或门的输入端，请在方框内画出输出端的电势随时间变化的关系,“与”门电路实验分析,“或”门电路实验分析,四.复合门电路:,由基本门电路组合而成。,与非门,与门+非门,或门+非门,与门+或门+非门,或非门,与或非门,复合
4、门,复合门电路,1.与非门,逻辑符号,真值表,0 0,1,0 1,1,1 0,1,1 1,0,复合门电路,2.或非门,逻辑符号,真值表,0 0,1,0 1,0,1 0,0,1 1,0,&,下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与R0的大小关系如何？,A,B,Z,R0在受光照时电阻应远小于R2,R0在未受光照时电阻应远大于R2,0,1,0,0,0
5、,0,0,0,1,1,1,1,报警器使用“与”门的真值表,&,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,1,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,&,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,1,A,B,Z,如图（a）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。,（a）,0,0
6、,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,下图是一个应用某种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（即输入为逻辑1），那么输出也是逻辑1，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。,“或”,&,下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框
7、内画出该门电路符号，R2与R0的大小关系如何？,R0在受光照时电阻应远小于R2,R0在未受光照时电阻应远大于R2,0,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,报警器使用“与”门的真值表,1,1,1,0,例：如图标出了门电路输入和输出的电压信号波形图，请根据波形图完成真值表，真值表中的逻辑电路判断是通过门电路来实现的。,“或”,例：如图所示，由“非”门构成的一个简单光控制电路，其中R/为光敏电阻，光照时电阻变小，R为定值电阻，L为小灯泡，其工作原理是，当光敏电阻受光照时，小灯L（填“亮”或“灭”），此时输入电势为（高或低）,四、：,下图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警器电路
8、。R是可变电阻，R是一个热敏电阻（当温度较低时，热敏电阻的电阻值很大，即R远大于R；而当火警发生时，热敏电阻的电阻值就会降低，从而远小于电阻R的阻值），L是一个蜂鸣器，G是一个“非”门。请分析说明其工作原理 。,&,下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与R0的大小关系如何？,R0在受光照时电阻应远小于R2,R0在未受光照时电阻应远大于R2,0
9、,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,报警器使用“与”门的真值表,0,0,0,1,1,1,1,1,1,1,0,0,1,下图是一个应用某种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（即输入为逻辑1），那么输出也是逻辑1，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。,“或”,例：如图所示，V是一个发光二极管，在ab两端加上一定电压，且a为高电势时，发光二极管会发光，关于电路的控制过程下列说法正确的是：,（A）该电路控制功能相当于一个“或”门（B）当S闭合时发光二极
10、管发光。（C）当S断开时发光二极管发光。（D）以上说法均不正确,“与非”门,“或非”门,“与非”门的真值表,1,1,1,0,用基本门电路通过各种组合方式不同的设计要求，从而构成各种组合逻辑电路。比如我们把一个“与”门的输出端接入一个“非”门的输入端，来研究它的输出情况,0,0,0,1,劳技课本P20动手实践（填表）,如图所示为一个由两个“与”门组成的集成块，它有8个引脚。编号“4”和“8”的脚是连接电源正、负极的，其余6个脚分别属于两个“与”门。现在要使两个“与”门组合后其逻辑功能符合下表所示的真值表，请将其中2个脚用线连接起来，并将A、B、C、Z等字母标在各相应的编号旁。,A,B,C,例：由
11、基本门电路组成的电路使小灯泡发光的图是（ ）,例：洗衣机的脱水桶的电机是一个定时开关S1和一个桶盖控制的开关S2组成的，当定时开关S1合上时，只要打开桶盖，电机又被关闭。,（1）下列图中哪个电路图能满足上述要求,（2）根据以上罗列的控制条件和控制结果的情况，该门电路是门,(A),(B),(C),(D),例：节电，居民小区的楼道灯通常采用门电路控制，白天的时候，即使拍手发出声音，灯也不亮，但到了晚上，发出声音，灯就亮了。并采用延时电路，使之亮了一段时间后熄灭。电路中有一个声控开关。如图所示。（1）完成下列表格,暗,有,亮,亮,无,灭,亮,有,灭,（2）请画出应用什么门电路实现控制，其中R2为光敏
12、电阻，受光照射电阻减小；R1为定值电阻；K为声控开关,&,（3）把天色信号设为A，声音信号设为B，电路中输入端高电势为1，低电势为0，则当天色光亮时，A的输入应为，有声音时输入应为。按照选定的门电路对应的逻辑关系填好真值表。,0,1,0,1,0,0,1,1,1,0,0,0,A,B,Z,（4）白天时，R1、R2的关系是（填“大于”或“小于”）,例：如图所示电路中，要使发光二极管发光，某些开关必须闭合，某些开关必须断开。请完成反映这种控制条件与控制结果的真值表。开关闭合为“1”，断开为“0”，V亮为“1”，灭为“0”。,0,0,0,输出,0,0,输入,S1,S2,S3,V,1,0,0,1,1,1,
13、0,例：如图所示，S1，S2相当于保险柜的两把钥匙，分别由两个人来保管；被控制电路的作用是直接开启保险柜的闸门。分析说明在下列情况中保险柜被开启的过程。（a）框中使用的逻辑门电路是“或”门。（b)框中使用的逻辑电路是“与”门。,+5V,0 0 V,被控电路,为一个保险柜的安全开启设计一个控制电路，要求当假设两个电键相当于保险柜的两把钥匙，分别由两个人保管，被控制电路是直接开启保险柜的开关，只有两个人同时合上电键时才能开启保险柜，请在图中，用正确的符号组合符合要求的电路。,&,Z,B,A,如图所示的电路图示一个应用“非”门构成的简易火警报警电路，则图中X框、Y框中应是（ ）,（A）X为热敏电阻，
14、Y为可变电阻（B） X为热敏电阻， Y为开关（C）X为可变电阻，Y为热敏电阻（D）XY为热敏电阻,+5V,如图是某种机器的冷却风扇的一个控制电路，当机器温度过高时，接通触动继电器使风扇自动开启，且只有在开关闭合时风扇才启动工作，则图中X框内使用了门电路是门。,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:,（1）输入端A的状态受元件X和Y控制，试写出元件X和Y名称。若水温上升，器件Y的电阻值有何变化？试指出在什么情况下输入端A的状态是“1”（设高电势为1，低电势为0),&,X为可变电阻器,Y为热敏电阻,水温上升时Y阻值减小,温
15、度较低时A为“1”,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:,（2）输入端B的状态受接触器和电阻器R控制，若整个接触器浸没在水中，输入端B的状态是什么？试简单解释为何将接触器放在盛水器内的高处。,&,若整个接触器浸没在水中，输入端B为高电势,如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:,&,（3）电热器在什么情况下开始对水加热？,&,下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与R0的大小关系如何？,R0在受光照时电阻应远小于R2,R0在未受光照时电阻应远大于R2,0,1,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,报警器使用“与”门的真值表,无光照时光敏电阻值大于1兆欧，有光照时一般仅为几千欧。,再见,
