高中物理 2.8 逻辑电路和控制电路课件 教科版选修31.ppt

第八节逻辑电路和控制电路 第二章直流电路 学习目标1 初步了解简单的逻辑电路 2 能够区分常见的 与 或 非 逻辑电路 并能解释简单的控制电路 重点和难点 3 了解集成电路的作用及发展情况 第二章直流电路 一 常见的逻辑电路1 逻辑电路 1 概念 输出与输入之间存在一定 的电路 2 最简单的逻辑电路 有触点的开关电路 手动或 控制 电路如图1 真值表如表1 逻辑关系 继电器 图1表1 2 常见的逻辑电路 1 开关 与 电路 电路如图2 两开关串联 真值表如表2 逻辑关系 一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生 a与b两个输入端都是1时 输出端才是1 图2表2 2 开关 或 电路 电路如图3 两开关并联 真值表如表3 逻辑关系 几个条件中只要有 条件得到满足 事件就会发生 当 或 输入端为1时 输出端就是1 图3表3 一个 1个 多于1个 3 开关 非 电路 电路如图4 开关与灯泡并联 真值表如表4图4表4 逻辑关系 输出状态和输入状态 输入端为1时 输出端是 0 相反 想一想 1 与 电路和 或 电路的真值特点有什么异同点 提示 1 相同点 输入均为 0 时 两种电路的输出都为 0 输入均为 1 时 两种电路的输出都为 1 2 不同点 输入端为 1 0 或 0 1 时 与 电路输出为 0 而 或 电路输出为 1 二 几个控制电路实例1 自动门控制电路 1 真值表如表5 2 由真值表可知 自动门控制电路是 或 电路 如图5所示 p表示自动门的执行电动机 3 控制效果 当有人从门外或门内走来或同时有人从门外和门内走来 门会自动打开 图5表5 2 举重裁判控制器 1 真值表如表6 2 由真值表可知 举重裁判控制器电路是一个开关与一个 或 电路串联 如图6所示 p为指示杠铃稳当举起才亮的灯泡 3 控制效果 三个裁判同时按下开关或主裁判和一副裁判同时按下开关 灯泡p才亮 图6表6 3 楼梯开关电路 1 电路如图7所示 采用拨动单刀双掷开关的输入和灯亮或灭的输出之间的逻辑关系 图7 2 控制效果 如下表 想一想 2 如图所示 宿舍楼楼道里安装有声光控制灯 这种灯在有光或没有声音时 不亮 而在无光又有声音时 灯就会自动点亮 这里面有什么逻辑关系呢 提示 这里面有 与 和 非 逻辑关系 即有声无光时灯就自动点亮 三 用二极管实现 与 电路和 或 电路1 用晶体二极管 三极管或集成电路组成逻辑电路 动作速度比开关或继电器快 倍 可靠性极高 2 与 电路和 或 电路可以用二极管来实现 而 非 电路中须用 来实现 百万 三极管 四 集成电路1 定义 集成电路 ic 是指把晶体管 电阻 电容等元件按电路结构的要求 制作在一块硅或陶瓷基片上 再加以封装而成的 具有一定功能的整体电路 2 优点 小 轻 长 少 快等优点 体积 质量 寿命 耗电 运算速度 三种常见逻辑电路的比较 学案导引1 与 电路就是 同时满足 对吗 2 逻辑电路能与 灯泡亮暗 进行类比吗 两个电键都闭合是灯亮的充分但不必要条件 逻辑关系可示意为 逻辑关系表示为a c c表示结果成立 c表示结果不成立 特别提醒 1 上述类比中都是电键闭合作为满足条件 灯泡亮作为结果成立与否进行类比的 2 条件成立或结果成立对应逻辑门电路中的 1 相反时对应 0 1 0 是逻辑关系中的两种取值 不表示具体数字 如图所示 试判断这是一个什么逻辑电路 a b c闭合时记 1 断开时记 0 p灯亮记 1 不亮记 0 试完成真值表 解析 a b c三个开关只要闭合其中任意一个 电路就会接通 灯泡p发光 这满足 或 逻辑电路关系 答案 这是一个 或 电路 输出p从上向下依次是0 1 1 1 1 1 1 1 1 一逻辑电路图如图所示 其真值表见下表 此逻辑电路为 电路 在真值表中x处的逻辑值为 解析 由真值表可得逻辑电路为 与 电路 x处逻辑值为 0 与 0 逻辑电路的实际应用 学案导引1 了解逻辑电路在现实生活中的应用 举例说明 2 在实际的逻辑电路中 都有电键吗 1 逻辑电路在实际中有着广泛的应用 有些试题往往要求通过设计一些简单的逻辑电路完成相关的逻辑功能 要对逻辑电路的种类进行准确的选取 这就要求 1 准确地对一些实例分析条件与结果之间的逻辑关系 2 熟记 与 或 非 三种电路的逻辑关系意义 3 理解条件与结果之间的关系 2 逻辑电路的问题分析中 逻辑电路往往要和一些常用的电学元件 如电阻 电键 热敏电阻 光敏电阻 二极管等 一起构成电路 通过电路中某一部分的变化 电键的通断 电阻的变化等 实现逻辑电路输入端的电压变化 即电势的高低变化 从而通过逻辑电路的输出端达到控制电路的目的 因此在分析这类问题时 除熟练掌握各种逻辑电路的作用外 还要熟练地掌握电路的动态变化规律的分析 准确判断出电路中 尤其是逻辑电路部分的电势高低的变化 从而达到正确解决问题的目的 某同学设计了一个楼道应急灯的控制电路 如图所示 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 以使逻辑电路获得合适的电压 j是应急灯开关控制继电器 图中未画应急灯电路 请在虚线框内填入需要的门电路符号 思路点拨 电网停电时 逻辑电路输入端为 0 而输出端必须为 1 故应用 非 逻辑电路 解析 当电网停电时 逻辑电路输入为低电位 此时输出应为高电位 以使继电器工作 启用应急灯 故虚线框内应为 非 电路 答案 用非门 符号为 2 如图所示的电路图是一个应用 非 电路的简易火警报警电路 则图中x框 y框中应是 a x