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3-1..doc

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：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：ABCZ00000010010001101000110010101111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