高中物理 2.62.7 走进门电路 了解集成电路课件 粤教版选修31.ppt

第六节走进门电路第七节了解集成电路 第二章电路 学习目标1 了解门电路在技术中的应用 2 知道三种基本的门电路 理解它们实现的逻辑关系 3 了解集成电路的分类和前景 4 能用集成电路制成简单的实用电路 第二章电路 一 与门电路如图是一个简单的 与 门电路 电源通过开关a与b控制灯泡l 如果我们规定电路中开关断开和灯泡熄灭用 0 表示 开关闭合和灯泡发光用 1 表示 这样 开关状态与灯泡状态q的关系的对应是怎样的呢 提示 见 与 门真值表 1 如果一个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 逻辑关系 具有 与 逻辑关系的电路 称为 电路 简称 与 门 2 与门电路是实现 的电子电路 它的逻辑功能是所有的输入 时 输出才为 1 状态 与 与 门 与 逻辑 均为 1 3 与 门真值表4 与 门符号是 二 或门电路如图是一个简单的 或 门电路 电源通过开关a或b向灯泡l供电 同样规定开关断开和灯泡熄灭用 0 表示 开关闭合和灯泡发光用 1 表示 这样 开关状态与灯泡状态q的对应关系是怎样的呢 提示 见 或 门真值表 1 如果几个条件中 只要有一个条件得到满足 某事件就会发生 这种关系叫做 逻辑关系 具有 或 逻辑关系的电路称为 2 或门电路是实现 或 逻辑的电子电路 它的逻辑功能是输入呈现 1 状态的个数大于等于1时 输出为 状态 或 或 门 1 3 或 门真值表4 或 门符号是 三 非门电路如图所示是一个简单的 非 门电路 开关a控制灯泡l 仍规定电路中开关断开和灯泡熄灭用 0 表示 开关闭合和灯泡发光用 1 表示 这样 开关状态与灯泡状态q的对应关系是怎样的呢 提示 见 非 门真值表 1 输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系叫做 逻辑 具有 非 逻辑关系的电路叫 2 非门电路是实现非逻辑的电子电路 它的逻辑功能是输入为 1 状态时 输出为 状态 非 非 门 0 3 非 门真值表4 非 门符号是 四 门电路的实验探究1 与门电路的逻辑功能如图是一个集成与门sn7408实验电路 它具有四个与门 实验时将此集成电路的第14脚接5v电源的正极 第7脚接地 电源负极 第1和第2脚为两个输入端 第3脚为输出端 输入为高电平时 用真值 1 表示 输入为低电平时 用真值 0 表示 输出为高电平时 二极管发光 用真值 1 表示 输出为低电平时 二极管不发光 用真值 0 表示 若输入端1 2输入均为 1 状态时 输出才为 状态 发光二极管 1 发光 2 或门电路的逻辑功能用一个集成或门电路sn7432替换上图中的集成与门电路 它具有四个或门 实验时将此集成电路的第14脚接5v电源的正极 第7脚接地 电源负极 第1和第2脚为两个输入端 第3脚为输出端 当输入端1 2输入 1 状态的个数大于等于1时 输出为 状态 发光二极管 1 发光 3 非门电路的逻辑功能将上图中的集成与门电路换为集成非门电路sn7404 集成非门电路的第14脚接5v电源的正极 第7脚接地 电源负极 第1脚为输入端 第2脚为输出端 当输入端1输入 1 状态时 输出端为 状态 发光二极管 0 不发光 试举例说明集成门电路在自动控制系统中有何应用 提示 如数控机床的行程控制电路 水塔水位的自动控制电路 全自动洗衣机的程序控制电路等 五 了解集成电路1 定义 集成电路 ic 是指把 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 而成的 具有一定功能的整体电路 2 分类 1 集成电路按功能可分为三类 集成电路 集成电路和 集成电路 晶体管 电阻 电容 封装 数字 模拟 微波 2 集成电路按集成度可分为六类 集成电路ssi 集成电路msi 集成电路lsi 集成电路vlsi 集成电路ulsi 集成电路gsi 小规模 中规模 大规模 超大规模 特大规模 巨大规模 现在的计算机比最早的计算机在体积上小很多而功能上多许多 你知道利用了什么吗 提示 集成电路 三种基本门电路 1 与 门一个事件要发生需同时具备几个条件 这种关系叫 与 逻辑关系 具有这种逻辑关系的电路叫与门 如图所示 当开关s1和s2都闭合时 条件 灯l才亮 结果 就体现了 与 逻辑关系 特别提醒 对于与门电路 输入端均为1时 输出端为1 若输入端一个为0 则输出为0 2 或 门一个事件要发生 只要具备一个条件即可 这种关系叫 或 逻辑关系 具备这种逻辑关系的电路叫 或 门 如图所示 开关s1或s2只要一个闭合 条件 灯就会亮 结果 就体现了 或 逻辑关系 特别提醒 对于或门电路 只要两输入端输入的和 1 则输出一定是 1 3 非 门如图所示的电路 开关通断是控制的条件 即输入 灯泡亮熄是控制的结果 即输出 当输入为1 接通 灯泡被短路而熄灭 输出为0 当输入为0 断开 灯泡被接通而发光 输出为1 像这样 输入状态和输出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 特别提醒 与 或门电路有两个输入端 输出由两个输入端共同决定 而非门电路只有一个输入端 其输出跟输入恰好相反 单选 为了保障行驶安全 一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置 只要有一扇门没有关紧 汽车就不能启动 如果规定 车门关紧时为 1 未关紧时为 0 当输出信号为 1 时 汽车可以正常启动行驶 当输出信号为 0 时 汽车不能启动 能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是 a 与 门b 或 门c 非 门d 与非 门 思路点拨 与 门的特点可以简单地归纳为 只有 都 才 即只有输入的都为 1 输出才为 1 a 解析 由题意知只要有一扇门没有关紧 汽车就不能启动 也就是说只有两扇门都关紧 汽车才能正常启动 所以该控制装置工作原理的逻辑门是 与 门 故a正确 名师归纳对于 与 门电路 只有两个条件同时满足时 才会出现结果 而对于 或 门电路 只要有一个条件满足就会出现结果 1 单选 在车门报警电路中 两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上 只要有开关处于断开状态 报警灯就发光 能实现此功能的电路是 d 解析 根据逻辑电路可知 只要有开关处于断开状态 报警灯就发光属于或门电路 所以只有d项正确 1 与非 门一个 与 门电路和一个 非 门电路组合在一起 组成一个复合门电路 称为 与非 门 如图所示 其真值表为 复合门电路 2 或非 门一个 或 门电路和一个 非 门电路组合在一起 组成一个 或非 门 如图所示 其真值表为 单选 在如图所示的逻辑电路中 当a端输入电信号为 1 b端输入电信号为 0 时 则在c和d端输出的电信号分别为 a 1和0b 0和1c 1和1d 0和0 思路点拨 首先明确是 与 门电路和 非 门电路的组合 然后根据它们的逻辑关系结合真值表进行确定 解析 首先从 非 门电路入手 当b端输入电信号为 0 时 d端输出电信号为 1 所以 与 门电路的两端输入均为 1 因此c端输出电信号为 1 故c项正确 其他选项均不对 c 2 单选 如图 低电位报警器由两个基本门电路与蜂鸣器组成 该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报 其中 a 甲是 与门 乙是 非门 b 甲是 或门 乙是 非门 c 甲是 与门 乙是 或门 d 甲是 或门 乙是 与门 b 解析 由 与门 和 非门 的真值表可知选项a错误 由 或门 和 非门 的真值表可判断 选项b正确 由 与门 和 或门 的真值表可判断 选项c错误 由 或门 和 与门 的真值表可判断 选项d错误 故选b 逻辑电路的实际应用 范例 如图所示是一个火灾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 火灾时产生高温 电铃响起 在图中虚线处应接入怎样的元件 2 为什么高温时电铃被接通 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 解析 1 温度较低时rt的阻值很大 r比rt小得多 因此p x之间电压较大 要求此时电铃不响 表明输出给电铃的电压应该较小 输入与输出相反 可见虚线处应接入的元件是 非 门 2 当高温时rt的阻值减小 p x之间电压降低 输入低电压时 从 非 门输出的是高压 电铃响起 3 由前面分析可知 若r较大 由于它的分压作用 rt两端的电压不太高 则外界温度不太高时 就能使p x之间电压降到低电压输入 电铃就能响 因此r较大些 反应较灵敏 答案 1 非 门 2 见解析 3 r应大些 名师归纳 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门电路完成相关的逻辑功能 要对门电路的种类进行准确地选取 这就要求 1 明确一些实例分析条件与结果之间的逻辑关系 2 熟记 与 或 非 三种门电路的逻辑关系意义 3 理解条件与结果之间的关系 2 门电路的问题分析中 门电路往往要和一些常